Imanes para conseguir frío

¿Alguien se puede imaginar una roca de aire? ¿No? Los astronautas que pisen la superficie de Tritón, la luna de Neptuno, tendrán ese privilegio, porque allí, en uno de los astros más fríos del sistema solar, podrán recoger rocas de nitrógeno, el componente mayoritario de nuestra atmósfera. Sí, el mismo nitrógeno que en nuestro planeta debe enfriarse a ciento noventa y seis grados centígrados bajo cero para volverlo líquido, o bajar a doscientos diez bajo cero para convertirlo en sólido, constituye la rígida corteza de ese lejano satélite. No sólo en los territorios más alejados del Sol se detectan fríos extremos; el lugar más frío que hemos hallado hasta ahora en el sistema solar está en un cráter del polo sur de la Luna, allí el termómetro desciende de los doscientos cuarenta grados bajo cero que se miden en Plutón.

Y esta pequeña excursión astronómica por lugares gélidos me conduce de nuevo a la Tierra, porque aquí William Giauque y Peter Debye inventaron una técnica de refrigeración para conseguir temperaturas extremadamente frías, su enrevesado nombre, desimantación adiabática, es lo de menos. El sulfato de gadolinio es una sustancia que se magnetiza, una manera de decir que algunos de sus componentes (los iones de gadolinio) se orientan cuando les aproximamos un imán; y se desmagnetiza al suprimir el imán, lo que significa que los iones se vuelven a acomodar al azar. La técnica de refrigeración consiste en colocar un imán, para conseguir que el orden de los componentes aumente y, en consecuencia, la entropía (el desorden) del compuesto disminuya; y a continuación extraer el imán impidiendo la fuga de calor (el recipiente que presenta tales características se le llama adiabático); esta acción aumenta el desorden de la sustancia, lo que requiere energía, que se extrae de la energía térmica del sulfato de gadolinio, lo que produce su enfriamiento. ¿Se ha sorprendido el lector entusiasta? Imanes y frío, ¿quién lo iba a pensar? Con esta singular técnica los físicos consiguieron descender de un grado kelvin (doscientos setenta y dos grados centígrados bajo cero) e incluso bajar, en algún laboratorio, de una mil millonésima. Compare -el entendido lector- ese valor con la temperatura de la radiación de microondas que baña el universo, dos grados kelvin y siete décimas, y seguro que disculpará a los físicos criogénicos que presumen de haber superado a la naturaleza.

Feniletilamina: la química del amor

¿Adónde te escondiste,

amado, y me dejaste con gemido?

Como el ciervo huiste,

habiéndome herido;

salí tras ti clamando y eras ido.

Pastores los que fuereis

allá por las majadas al otero,

si por ventura viereis

aquel que yo más quiero,

decidle que adolezo, peno y muero.

        ¿Alguna vez el lector sensible se ha enamorado? Siga leyendo y averiguará las causas químicas de su sentimiento. Además de poesía o sexo, en las reacciones amorosas, como en toda emoción, hay electricidad (los impulsos nerviosos son corrientes eléctricas que se transmiten por las neuronas) y hay química (las células nerviosas sintetizan moléculas mensajeras). Sí, las puntas de las flechas que dispara Cupido están impregnadas de hormonas mensajeras: el enamoramiento sobreviene cuando el cerebro produce la feniletilamina, una sustancia que activa la producción de otras neurohormonas: de dopamina, implicada en las sensaciones de deseo y que nos hace repetir lo que nos proporciona placer; de oxitocina, que se produce tanto durante un parto como en un orgasmo, y genera una sensación de bienestar que ayuda a afianzar el vínculo entre una madre y su bebé o a forjar lazos entre amantes; y de noradrenalina, que nos vuelve ansiosos y faltos de apetito. Estos compuestos hacen que los enamorados se sientan satisfechos, estén eufóricos y excitados, puedan permanecer noches enteras conversando o dedicados al sexo, sin sensación alguna de cansancio o sueño; en definitiva, necesitan al amado porque les proporciona placer; a quienes comparan el enamoramiento con una adicción a una droga no les falta razón.

¿Existen pruebas de esta singular teoría? Los científicos Donald Klein y Michael Lebowitz hallaron grandes cantidades de feniletilamina en el cerebro de los enamorados. La mala noticia es que la síntesis de esta sustancia tiene fecha de caducidad; tras dos años, más o menos, los efectos desaparecen y la pasión se desvanece. ¡Lástima! Consolémonos, acabada la etapa de atracción comienza una segunda fase, un amor más sosegado; se trata de un sentimiento de seguridad, apego y paz. Este nuevo estado, lógicamente, está asociado a la química de otras neurohormonas, de las endorfinas (la morfina se les parece mucho), probablemente a ellas se debe el sufrimiento por la pérdida del amado: dejamos de recibir la dosis de narcótico.

La pregunta que sin duda ya se hace el astuto lector, qué desencadena la producción de la feniletilamina, nadie sabe contestarla todavía. ¿Tal vez una mirada, quizá un roce, acaso un olor? 

Predicción de catástrofes

 Un tribunal italiano condenó (homicidio involuntario) a seis geólogos por errar en la predicción de un terremoto en 2009. ¿Acertó el tribunal o es otra muestra más de la colosal incultura científica de la población europea?

Los mayores desastres naturales mundiales los ocasionan los terremotos, los ciclones y las inundaciones; y esta enumeración no significa que ignoremos las erupciones volcánicas, los tornados o los rayos. El riesgo de desastres naturales, computado por el total anual de víctimas, no es grande: en España entre diez y cien veces menor que las víctimas por accidentes de automóvil. Para reducir su incidencia se plantean dos tipos de actuaciones: las preventivas y las de emergencia. La prevención debe concretarse en hacer mapas de los diversos peligros naturales y en disminuir los factores de riesgo (la peligrosidad, vulnerabilidad y exposición): nada podemos hacer ante los ciclones, terremotos o erupciones volcánicas, sí ante las inundaciones, hacerlas menos peligrosas actuando en los cauces con presas y reforestación; los pararrayos o las medidas antisísmicas en los edificios nos hacen menos vulnerables; por último, la ordenación del territorio trata de impedir la construcción en zonas peligrosas, desgraciadamente, las tierras volcánicas y las llanuras aluviales o los deltas, donde se producen las inundaciones, son muy fértiles.

También hay que planificar las emergencias: cuando existe posibilidad de predicción del desastre, la evacuación de la población reduce drásticamente el riesgo. Ahora bien, ¿cuándo se debe prevenir? La contestación es afirmativa en el caso de las inundaciones y ciclones, ambigua en las erupciones y negativa en los terremotos. Tal vez pienses, amable lector, que, en caso de duda, más vale prevenir que lamentar: ¡yerras! En 1976, en Guadalupe, una isla de las Antillas, comenzaron a oírse explosiones en el volcán la Soufriére. Los dirigentes políticos consultan con Haroun Tazieff, y el prestigioso vulcanólogo manifiesta que la erupción no será peligrosa: las explosiones se deben al vapor de agua. Indecisos -el ruido asusta mucho-, los antillanos consultan con otro grupo de geólogos, entre los que se encuentra Maurice Mattauer; éstos aconsejan la evacuación inmediata: setenta y cinco mil personas abandonan sus viviendas y cultivos. El volcán no entró en erupción. Tras cuatro meses de espera, los evacuados se amotinan y regresan a sus hogares; pero las cosechas se han perdido y la economía de la comunidad ha sido gravemente dañada.

¿Sorprendo a muchos si afirmo que la ciencia no siempre es exacta?

Miembro fantasma

Los humanos podemos ser engañados más a menudo de los que creemos. ¿Le gusta al lector lúdico la televisión? No olvide que el movimiento que ve es una ilusión óptica: lo que nuestro cerebro interpreta como movimiento no es más que una sucesión de veinticuatro fotografías emitidas cada segundo. Y hablando de engaños: una persona puede tener sensaciones en una mano… que ha perdido.

Vilayanur S. Ramachandran es un prestigioso neurólogo que pretende dar una respuesta experimental a cuestiones fundamentales referentes a las funciones del cerebro; sus trabajos sobre los miembros fantasmas y la sinestesia son especialmente relevantes. Entre cinco y ocho de cada diez personas a las que se ha amputado un miembro sienten el síndrome del miembro fantasma: se trata de la percepción del miembro amputado como si todavía estuviese conectado al cuerpo, y la mayoría dice que son sensaciones dolorosas. En el pasado, su causa se atribuía a que el cerebro continuaba recibiendo mensajes de los nervios que originalmente llevaban los impulsos desde el miembro perdido. En la actualidad se considera más plausible otra explicación: ante la ausencia de estímulos, el área sensitiva del cerebro dedicada al miembro amputado genera por su cuenta sensaciones que considera coherentes; sin función tras la amputación, puede ser invadida por áreas vecinas, en tal caso utiliza las sensaciones de otras partes del cuerpo para disparar las sensaciones del miembro amputado.

La sinestesia, un efecto provocado por algunas drogas psicodélicas, como el LSD, la mescalina o los hongos que contienen psilocibina, es más extraña todavía: las sensaciones interfieren. Un sinestésico puede oír colores, ver sonidos o percibir sensaciones gustativas al tocar un objeto con una textura determinada: siente un sabor dulce al tocar una superficie suave, asocia el color amarillo al número siete, ve colores cuando escucha música, siente el sabor de las palabras; percibe la letra A de color rojo, la S de color amarillo o la Z de color negro. ¿La explicación? Los neurólogos han demostrado que todos los bebés de menos de cuatro meses presentan un cerebro sinestésico, un cerebro en el que se funden los sentidos, porque las distintas áreas cerebrales todavía no se han especializado en la percepción de los diferentes estímulos sensoriales; en una persona sinestésica no ha habido la especialización cerebral que en las personas normales se ha producido durante el desarrollo.

Sí, existen personas que presentan estos defectos, ¡aunque nos resulte difícil creerlo!

Límites

Un desconocido erudito hindú, de hace tres mil o tres mil quinientos años, dejó el primer testimonio escrito de duda filosófica:

“Después de todo, ¿quién sabe?, ¿quién podría decir

de dónde vino todo y cómo ocurrió la creación?

Los mismos dioses son posteriores a la creación.

Por tanto, ¿quién puede saber realmente de dónde surgió?

¿Dónde tuvo su origen la creación entera?

¿Fue formada por alguien o acaso no lo fue?

Aquel que todo lo contempla desde el más alto cielo,

sólo él podría saberlo, pero quizá ni siquiera él lo sabe.”

Cierto, los humanos no sabemos y queremos saber, para ello, a pesar de la enorme diferencia entre nuestras capacidades y la realidad que nos afecta, el científico examina lo muy grande y lo muy pequeño, lo lento y lo rápido, lo caliente y lo frío (los fenómenos de altas energías y los de bajas), los objetos que tienen muchos componentes (cumplen leyes estadísticas) y los de pocos (manifiestan increíbles efectos cuánticos), las conexiones entre los componentes y todas las demás circunstancias que pueda idear. Algunas veces halla los límites en su cuerpo: no disponemos de sentidos para detectar el magnetismo, como hacen algunas aves y algún mamífero marino, ni percibimos la electricidad, como los tiburones; algunos insectos ven la luz ultravioleta y los calamares incluso la luz polarizada, nosotros sólo vemos las radiaciones electromagnéticas cuya longitud de onda está comprendida entre trescientos ochenta y setecientos sesenta nanómetros; los elefantes perciben infrasonidos y los murciélagos y delfines ultrasonidos, los humanos únicamente oímos las ondas sonoras comprendidas entre veinte y veinte mil hertzios. La naturaleza también nos impone trabas: el humano contemporáneo todavía no ha asimilado una limitación que se relaciona más con la técnica que con la ciencia: el carácter finito de los recursos naturales de la Tierra: el agua limpia merma, cambia la composición de una atmósfera que cada vez se nota más sucia, el suelo se erosiona (un sinónimo de desaparece), algunos minerales comienzan a escasear, se pierden especies de seres vivos. Sí, el universo abarca desde las gigantescas galaxias hasta las minúsculas partículas subatómicas, sin embargo, la tecnología de lo ínfimo -la nanotecnología- y de lo gigantesco -la terraformación de planetas- pertenece al futuro. Tal vez llegue un día en el que se conviertan en realidad. Mientras, protejamos la familia humana, cuidemos nuestro hogar planetario y amemos el saber, ¿hay algo más noble?