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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 2

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 4

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 6

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 8

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 12

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 16

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 20

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 22

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 23

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 24

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 26

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 27

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 28

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 31

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 32

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 35

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 36

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 38

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 39

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 40

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 42

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 43

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 44

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


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BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN


Slide 46

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

JAVIER DE LUCAS

1925: Son
formulados nuevos
fundamentos para la
mecánica cuántica

El físico alemán Werner
Heisenberg aplica el
concepto matemático
de matrices para dar
cuenta de los cuantos
de luz discretos
emitidos y absorbidos
por los átomos. Su idea
provee de una
estructura para la
nueva física cuántica

1926: La Ecuación de
Schrödinger describe la
naturaleza ondulatoria de la
materia
El físico austriaco Erwin
Schrödinger introduce su famosa
ecuación:

que describe la naturaleza de
onda de la materia, la que se
convierte en una piedra angular
de la mecánica cuántica.
Donde
es la función de onda
de una partícula, m su masa y V
su energía potencial

1927: W.
Heisenberg
propone el
Principio Cuántico
de Incertidumbre
Werner Heisenberg,
físico alemán,
establece su Principio
Cuántico de
Incertidumbre, en
que es imposible
medir exactamente la
posición y velocidad
de una partícula al
mismo tiempo

1927: Se postula que el
Universo comenzó desde
un único evento

Georges Lemaitre, astrónomo
y clérigo belga, concluye que
el Universo comenzó su
expansión desde un pequeño
y caliente “huevo cósmico”.
Este es el origen de la Teoría
del Big Bang

1928: Son predichas las
antipartículas
Combinando la relatividad
especial con la mecánica
cuántica, el físico británico Paul
Dirac deduce una ecuación para
el comportamiento de los
electrones, la que
inesperadamente también
predice la existencia de nuevas
partículas con propiedades
similares pero carga opuesta,
llamadas genéricamente
antipartículas.

1929: Se establece la
expansión del Universo
Edwin Hubble descubre
que mientras más lejos
está una galaxia de
nosotros, más de su luz se
desplaza hacia el rojo y
más rápido se separa de
nosotros.
Esto sugiere que el
Universo se expande,
como fue predicho en
1922

1932: Se descubre el neutrón
El físico británico James Chadwick bombardea berilio con
núcleos de helio, y encuentra el neutrón, el segundo
constituyente del núcleo atómico junto con el protón. Esta
partícula eléctricamente neutra puede ser usada para
bombardear y probar el núcleo

1932: Se encuentra la primera
Antipartícula

El físico norteamericano Carl D. Anderson
examina los rastros dejados por un rayo de
partículas cósmicas en una cámara de
niebla. Él descubrió la huella de la
trayectoria de un electrón positivo, o
positrón, cuya existencia fue predicha en
1928 por Paul Dirac

1932: Se propone el
mecanismo de creación de
agujeros negros
Basado en la Relatividad
General, el astrónomo alemán
Karl Schwarzschild mostró en
1916 que un cuerpo denso
puede producir un efecto
gravitacional tan fuerte que la
luz no puede escapar: un
agujero negro.
En 1932, el astrofísico indoamericano Subrahmanyan
Chandrasekhar calculó que una
estrella de una cierta masa
colapsa bajo su propia
gravedad, convirtiéndose en
una enana blanca. Para una
masa mucho mayor el colapso
puede llevar a una estrella de
neutrones, y finalmente a un
agujero negro

1932: Se inventa el ciclotrón
El físico norteamericano Ernest O. Lawrence y
su estudiante M. Stanley Livingston
construyen un ingenioso dispositivo para
estudiar el núcleo atómico sondeándolos con
partículas subatómicas energizadas.
Su ciclotrón acelera esas partículas
haciéndolas pasar repetidamente por un ciclo
a través de un campo eléctrico y produce
partículas con una energía extremadamente
alta.
El diseño inspira generaciones de
aceleradores de partículas que examinan el
núcleo y las partículas elementales

1933: Se presenta el problema de la materia oscura
Fritz Zwicky, un astrónomo suizo en California, examina la rotación de las galaxias, concluye que
ellas deben contener más masa de la que podemos ver, y llama a este inexplicable material
“materia oscura”.

1934: Son producidos
isótopos radioactivos
artificiales
Irène Joliot-Curie (hija de
Pierre y Marie Curie) y su
marido Frèdéric Joliot-Curie,
bombardean aluminio con
núcleos de helio para
producir un isótopo
radioactivo artificial, fósforo30.
Los isótopos radioactivos son
prontamente utilizados en
exámenes biológicos como la
toma de yodo desde la
glándula tiroides

1937: Se encuentra un
“electrón pesado”

Entre los rayos cósmicos
examinados en una cámara
de niebla, el físico
norteamericano Carl D.
Anderson y Seth
Neddermeyer encuentran el
muón, una partícula
elemental 200 veces más
masiva que un electrón

1938: Se descubre el
mecanismo de
producción de energía
de las estrellas
La Física clásica no puede
cuantificar la enorme energía
generada por una estrella de
tamaño promedio como
nuestro Sol.
El físico alemánnorteamericano Hans Bethe
explica este fenómeno en
términos de la teoría de las
reacciones nucleares.
Él calculó que la alta
temperatura dentro de las
estrellas causa que los
núcleos de hidrógeno se
fusionen, constituyendo
helio, liberando una gran
energía durante billones de
años

1938-1939: Se observa la
fisión nuclear en el uranio
Los químicos alemanes Otto
Hahn y Fritz Strassmann
detectaron "elementos livianos"
en el uranio irradiado con
neutrones;
la física austriaca Lise Meitner
(fugada de los nazis) y su
sobrino Otto Frish explican este
resultado como una fisión
nuclear

1942: El microscopio de electrones
es usado para examinar un virus
Los electrones, debido a su
comportamiento ondulatorio, tienen
asociada una longitud de onda. En el
microscopio electrónico, inventado por
el ingeniero alemán Ernst Ruska, un
haz de electrones de onda corta
examina una muestra con más alta
resolución que la que puede ser
obtenida con un microscopio óptico.
En 1942, Salvador Edward Luria, un
biólogo ítalo-americano, usa el
dispositivo para realizar imágenes de
un virus de tamaño 10-7 metros

1942: Comienza a operar
el primer reactor nuclear

Debajo de las galerías del
estadio de fútbol de la
Universidad de Chicago, un
equipo encabezado por el
físico ítalo-americano Enrico
Fermi inició la primera
reacción en cadena de fisión
nuclear controlada, en una
“pila atómica” que contenía
uranio y grafito

1946: Se inventa la datación con Carbono
(Carbono 14)
El químico norteamericano Willard Frank Libby muestra cómo
encontrar la data de muerte de organismos vivos midiendo el
decaimiento del carbono-14 radiactivo. La datación por
radiocarbono es certera para eventos de más de 50.000 mil
años, y es ampliamente usada por arqueólogos, antropólogos e
investigadores de la Tierra

1947: Se termina el primer gran radio telescopio
Delineando sobre el trabajo pionero del ingeniero norteamericano Karl Jansky,
y gracias a la tecnología radial desarrollada durante la Segunda Guerra
Mundial, Bernard Lowell y sus colegas construyen un radio telescopio de 218
pies de diámetro, en Jodrell Bank, Inglaterra

1948: Se formula la
teoría moderna de luz y
electrones,
Electrodinámica Cuántica

Los físicos norteamericanos
Richard Feynman y Julian
Schwinger, y el físico japonés
Sin-Itiro Tomonaga,
desarrollan la Electrodinámica
Cuántica (QED), la primera
teoría completa de la
interacción de fotones y
electrones

1953: Se propone la estructura de doble hélice para el
ADN
El biólogo Maurice Wilkins y el biofísico Francis Crick, ambos
británicos, junto con el biólogo norteamericano James
Watson, descubrieron la estructura de doble hélice de la
compleja molécula orgánica que codifica la información
genética, el ADN.

1956-1957: Se derriba una ley fundamental de las partículas
elementales
La ley de conservación de la paridad afirma que las partículas elementales y sus
imágenes en un espejo deberían comportarse en forma idéntica. Después de que
2 físicos estadounidenses de origen chino, Tsung-Dao Lee y Chen Ning Tang,
propusieran que algunos procesos subatómicos violan esta ley, un equipo
liderado por un tercer físico estadounidenses de origen chino, Chien-Shiung Wu,
confirmó la predicción.

1957: Se lanza la primera nave espacial orbital
En una asombrosa hazaña que puso inicio a la Era Espacial, la Unión Soviética
lanza el primer satélite artificial, el Sputnik I, de 184 libras de peso, seguido por
el Sputnik II, de 1000 libras

1958-1962: Son explorados y aplicados los
túneles cuánticos
En 1958, el físico japonés Leo Esaki, trabajando en Sony
Corporation, usa túneles cuánticos que permiten a
electrones, con comportamiento de onda, pasar barreras
consideradas impenetrables por la física clásica, en el
nuevo dispositivo electrónico “diodo túnel”. En 1962, el
estudiante de 22 años de la Universidad de Cambridge,
Brian Josephson, descubre que los pares de electrones
pueden perforar un túnel entre dos superconductores
separados, un efecto que es usado en pruebas de
sensibilidad magnética en geología, medicina y física.

1959: Se predice y confirma un nuevo efecto
cuántico

El físico estadounidense David Bohm y el estudiante
graduado israelí Yakir Aharonov, predijeron que un campo
magnético afecta las propiedades cuánticas de un electrón
en una forma no admitida por la física clásica. El efecto
Aharonov-Bohm se observa en 1960 e insinúa el caudal de
sorpresas que seguían latentes en la mecánica cuántica

1963: Son descubiertos los Quasares
El astrónomo holandés-estadounidense Maarten Schmidt
analiza el corrimiento al rojo de la luz emitida por el objeto
astronómico 3C 273 y muestra que está extremadamente
distante. Este es el primer quásar conocido, un objeto que
se ve similar a una estrella pero más brillante que algunas
galaxias. Los quásares pueden ser asociados con agujeros
negros gigantes

1964: Se postula la
existencia de los
Quarks
Los teóricos
estadounidenses Murray
Gell-Mann y George
Zweig postulan en forma
independiente la
existencia de los quarks,
partículas con cargas
eléctricas que son
fracciones de las cargas
de los electrones, como
los ladrillos de protones,
neutrones y otras
partículas de interacción
fuerte. Esto introduce un
nuevo orden dentro del
mundo subatómico

1967: Las fuerzas
fundamentales comienzan a
ser unificadas

Los físicos estadounidenses
Steven Weinberg, Sheldon
Glashow y el pakistaní Abdus
Salam, crean en forma
independiente la teoría
“electrodébil”, que une las
aparentemente diferentes
fuerzas electromagnética y
nuclear débil en una sola fuerza
llamada “electrodébil”. La
predicción clave de esta teoría
es confirmada en 1983 por el
físico italiano Carlo Rubbia y su
equipo de investigación con el
descubrimiento de los bosones
pesados W y Z, portadores de
la fuerza débil

1967-1968: Son descubiertos
los Pulsares e interpretados
como estrellas de neutrones

En Inglaterra, la estudiante
graduada Jocelyn Bell y su asesor
Anthony Hewish descubren
pulsos periódicos de radio de
estrellas fijas. El astrofísico
estadounidense Thomas Gold
propone que esos púlsares son
estrellas de neutrones giratorias,
los remanentes densos de
explosiones de supernovas

1969: El ser humano llega a la Luna
En una proeza que dio inicio a la exploración humana directa de los cuerpos
astronómicos, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convierte en
el primer ser humano que camina en la Luna.

1969: Se encuentra la
primera evidencia directa de
los quarks
Experimentos de los físicos
estadounidenses Jerome I.
Friedman, Henry Kendall, Richard
E. Taylor y otros, producen la
primera evidencia de que los
quarks, propuestos en 1964 por
Gell-Mann, efectivamente existen
dentro de protones y neutrones.
La técnica es similar en principio
al descubrimiento de Rutherford
del núcleo atómico en 1911

1970-1973: Se
desarrolla el Modelo
Standard de partículas
elementales
El “modelo standard”
explica tres de las cuatro
fuerzas fundamentales
(electromagnética y de
interacción fuerte y débil,
omitiendo sólo la
gravedad).
Esta ley vincula las
partículas clasificadas
como leptones, entre ellas
electrones, muones,
quarks y portadores de
fuerza tales como fotones,
gluones y bosones
pesados

1971-1980: Se propone una
posible Teoría del Todo o Teoría de
las Supercuerdas
El físico inglés Michael Green y el
estadounidense John Schwarz,
extienden la Teoría de las “Cuerdas” –
que considera a las partículas
elementales como vibraciones de
cuerdas diminutas- a la Teoría de las
“Supercuerdas”.

Esta incorpora una nueva
correspondencia llamada
supersimetría, que ubica a las
partículas y transportadores de fuerza
en un mismo pie de igualdad. Para
1997, la teoría de las supercuerdas
parece capaz de unir la mecánica
cuántica con la teoría de la relatividad
para explicar todas las partículas y
fuerzas conocidas, inclusive la
gravedad, aunque permanece sin ser
probada experimentalmente

1974: Se propone un
mecanismo por el cual
los agujeros negros
emiten energía

El físico estadounidense
Stephen Hawking, quien
ostenta el cargo de profesor
en la Universidad de
Cambridge que ocupó Isaac
Newton, sugiere que a pesar
de su aplastante gravedad,
los agujeros negros pueden
causar emisiones de
partículas subatómicas
desde el espacio a su
alrededor y, finalmente,
evaporarlas mientras su
energía es transferida a
distancia

1978: Se confirma la existencia de la
materia oscura
Siguiendo el trabajo pionero de Fritz Zwicky
realizado en 1933, la astrónoma Vera Rubin y
sus colegas analizan la rotación de las galaxias y
concluyen que la gravedad, debido a su materia
visible, es insuficiente para mantenerla junta,
por lo tanto, las galaxias deben también
contener materia invisible u oscura.

1980: Se propone el
universo "inflacionario"
El Big Bang es
generalmente aceptado
como el origen del
universo, pero falla al
explicar detalles de la
distribución de la radiación
cósmica de fondo y en
otras observaciones. El
físico estadounidense Alan
Guth genera ideas de física
de partículas que proponen
que el Big Bang fue seguido
por un tiempo de
crecimiento
extremadamente rápido, la
Teoría Inflacionaria. Esta
sugerencia inspira la
proliferación de historias
hipotéticas sobre el
cosmos.

1989: Se encuentra la Gran
Muralla de galaxias

Después de inspeccionar cinco
mil galaxias, los astrónomos
estadounidenses Margaret
Geller y John Huchra
encontraron que éstas están
ordenadas en delgadas láminas
enrolladas alrededor de huecos
gigantescos casi vacíos de
galaxias, como burbujas de
espuma de jabón.
Entre esas láminas, la Gran
Muralla se extiende millones de
años luz. Es la estructura más
grande conocida del universo

1989-1992: Se explora la
radiación cósmica de fondo
La NASA lanza el satélite Explorador
de Fondo Cósmico (Cosmic
Background Explorer) COBE, en
1989. Este graba mapas de
variaciones por minuto en la
radiación térmica, representado por
diferentes colores, a través del cielo.
Los aportes de la Vía Láctea,
incluidas en la imagen de fondo de
arriba, han sido eliminadas en la
imagen de abajo para revelar ondas
en la radiación térmica dejadas
desde el Big Bang

CONFIRMACION DEL BIG BANG

CONFIRMACION DEL BIG BANG

COBE
Y

WMAP

1990: Comienza a operar el Telescopio Espacial
Hubble
El telescopio Hubble, construido bajo la supervisión de la Administración Nacional
de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos (NASA), es puesto en órbita
sobre la atmósfera oscura de la Tierra. Después de corregir un desperfecto, el
Hubble examina el universo con alta resolución en longitudes de onda desde el
ultavioleta al infrarrojo

1993: Un reactor de fusión nuclear produce alta potencia
Trabajando a temperaturas más altas que las que existen al interior
del Sol, el reactor Tokamak de la Universidad de Princeton genera
megawatts de potencia por un segundo a través de fusión
termonuclear de isótopos de hidrógeno.
Más tarde el dispositivo alcanza potencias incluso mayores, y
aunque entrega menos energía de la que usa, constituye un paso
importante hacia la obtención de potencia mediante fusión.
1994: Comienza la planificación para el
acelerador del siglo XXI

La construcción del más poderoso acelerador
de partículas del mundo es aprobada en
CERN, el consorcio de investigación europea,
cerca de Ginebra, Suiza. Este será
construido 17 millas en torno a un túnel
existente, acelerará y chocará protones de
alta energía en busca de objetos como la
propuesta partícula Higgs, la cual se
pensaba que interactuaba con todas las
partículas elementales dotándolas de masa

1994: Son propuestas nuevas técnicas físicas para
secuenciar el ADN
El Proyecto Genoma Humano comenzó en 1990, como una
monumental empresa de 15 años para analizar la secuencia del
ADN humano, la que nos daría un completo mapa genético
(genoma). Rápidos y nuevos métodos físicos de secuenciación son
propuestos en 1994, varios usan lásers, métodos fotolitográficos
desarrollados por la industria de semiconductores, y detección de
moléculas individuales.

1995: Se encuentra el quark top
Investigadores usan la máquina Tevatron en el
laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de
Chicago para detectar el sexto y último miembro de la
familia quark de partículas fundamentales. Algunos
tempranos resultados de los aceleradores alrededor del
mundo que guiaron al desarrollo del modelo estándar
para la composición de la materia incluyen el
descubrimiento del neutrino muon (1962), el quark
encantado (charmed) (1974), el leptón tau (1975) y el
quark fondo (bottom) (1977).

1995: Se detecta la rotación del núcleo
interno de la Tierra
Usando mediciones de ondas sísmicas y
simulaciones por ordenador, los geofísicos
estadounidenses Xiaodong Song y Paul
Richards muestran que el corazón interior
sólido de la Tierra, de 1500 millas de
diámetro, gira dentro del líquido externo del
núcleo ligeramente más rápido que el resto del
planeta

1995: Se alcanza un nuevo estado de la materia por la condensación de miles de
átomos (condensado Bose-Einstein)
En 1924-25, el físico indio (hindú) Satyendra Nath Bose y Albert Einstein predijeron que
átomos extremadamente fríos podrían condensarse en un único estado cuántico. En 1995,
un equipo dirigido por los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman atrapan una
nube de 2 mil átomos metálicos congelados a menos de una millonésima de grado sobre el
cero absoluto, produciendo el condensado de Bose-Einstein.

Este logro conduce a la construcción del láser atómico en 1997. El nuevo estado de la
materia alcanzado en este “superátomo”, también llamado condensado Bose-Einstein o
“burbuja mecánica cuántica”, es decisivo en el desarrollo de la medición de alta precisión y
la nanotecnología. (De izquierda a derecha, la aproximación a la condensación: La
propagación de temperaturas en la nube es representada por el ancho de la colina, la que
se contrae mientras más átomos se unen al condensado en desarrollo).

1997: La misión Pathfinder
explora Marte
Una astronave de la NASA
aterriza en Marte y deja el
Sojouner (que significa
“morador o residente
temporal”), un pequeño
vehículo con ruedas que
examina la superficie y sus
rocas para investigar el pasado
y presente de la geología
marciana

1997: Se confirma la acción cuántica a distancia en una
extensión de kilómetros
La teoría cuántica predice que dos partículas
separadas por una amplia distancia pueden ser
“enredadas” o “enmarañadas” de tal manera que la
dimensión de una instantáneamente afecta las
propiedades dimensionales de la otra. Einstein llamó a
este inquietante efecto “spooky” (“fantasmal”).
Incentivado por tempranas observaciones en varios
laboratorios, un grupo suizo liderado por el físico
Nicolas Gisin, confirmó este fenómeno a una distancia
de 11 kilómetros

1998-2008: El puzzle de los
neutrinos solares puede ser
resuelto
El Observatorio de
Neutrinos Sudbury (SNO) en
Ontario es designado para
resolver el problema de los
neutrinos solares que surgió
en 1967. Físicos nucleares y
astrofísicos habían predicho
el número de neutrinos
producidos en la fusión
solar que podrían llegar a la
Tierra, pero los
experimentos detectaron
sólo un tercio como mucho.
La solución del misterio
puede requerir que los
neutrinos tengan masa, y
eviten ser detectados al
cambiar sus características
camino a la Tierra. El
experimento ilustra la
interdependencia de los
reinos atómico y cósmico en
una forma particularmente
obligatoria y precisa

DETECTOR

DE
NEUTRINOS

2000-2010: Las ondas
gravitacionales abren
una nueva ventana al
universo
Se cree que las ondas
gravitacionales, aún no
detectadas, se agitan a
través del espaciotiempo del universo. Se
espera que un nuevo
sistema de detección
planificado para
Louisiana, Estado de
Washington, y para otros
sitios alrededor del
mundo, las encuentre. El
Observatorio de Ondas
Gravitacionales
Interferómetro Láser
(Laser Interferometer
Gravitational Wave
Observatory), LIGO,
revelará el fenómeno
cósmico en una forma
jamás registrada por
telescopios ópticos o de
radio, descubriendo
convincentes nuevas
pruebas de las teorías de
la Relatividad y el Big
Bang

2000-2010: La fotónica compite con la
electrónica
En principio, los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información más
eficientemente que los electrones. Las fibras ópticas están comenzando a reemplazar los
cables de cobre que han sido usados para la transmisión de datos por más de un siglo. De
todos modos, el computador all-optical (“todo-óptico”) con circuitos fotónicos integrados,
se encuentra aún en pañales. Cuando madure, serán posibles nuevas y revolucionarias
formas de hacer "pensar" a las máquinas.

BREVE HISTORIA

EL SIGLO XX

FIN