Traducción: “S03E06: The Cornhusker Vortex”


Los lectores estadounidenses de este blog pueden ser perdonados por considerar a Benjamin Franklin (1706-1790), principalmente, como un político. Ciertamente él hizo lo siguiente, entre otras cosas: colaborar con la Declaración de la Independencia de los Estados Unidos y servir como embajador en Francia, donde consiguió ayuda para la Guerra de Independencia de los Estados Unidos. Incluso fue el “Postmaster General” (el líder ejecutivo del servicio postal) cuando los servicios de correo eran importantes, y no se envíaban tantos correos-basura. Pero los escritores del programa saben, al igual que Sheldon, que Benjamin Franklin fue un destacado físico.

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El FÍSICO Benjamin Franklin en la moneda corriente de los Estados Unidos

El interés de Franklin en la electricidad comenzó al electrocutar unos pavos para divertir a sus amigos, pero después de electrocutarse a sí mismo y quedar inconsciente, se concentró en tareas más científicas. En el episodio de anoche, Sheldon enumeró tres inventos de Franklin: Usando los principios de la termodinámica, inventó la “Estufa de Franklin”, que llenaba a una habitación con más aire caliente que una chimenea común, además de diferenciarse de ésta con el importante detalle de no liberar tóxicos. Aplicando los principios de la óptica, creó los “anteojos bifocales”, que tenían diferentes curvaturas en las partes superiores e inferiores de sus lentes, para así desviar la luz en ángulos más o menos pronunciados. Esto le permite a la persona poder ver cosas cercanas o lejanas con el enfoque correcto, sin cambiar de anteojos… además de facilitarnos reconocer al resto a las personas con más de 43 años. Respecto el invento del “catéter urinario flexible” de Franklin, la mejor idea es dejárselo a sitios web especializados en ese tipo de cosas.

Más allá de los pavos que electrocutó, el trabajo más significativo de Franklin fue en el campo de la electricidad. Durante la época de Franklin, se conocían dos tipos de fluidos eléctricos, consideradas ajenas entre ellas y catalogadas según el material del que provenían: vítrea y resinosa. La electricidad vítrea puede producirse frotando un vidrio contra un trozo de seda (“vitreum” es la palabra en latín para “vidrio”) y la resinosa puede producirse frotando resina fosilizada (ámbar) contra el pelo (“resina” es la palabra en español para “resina” [N. del T.: si bien eso fue un chiste -espero-, ya que el equivalente para “vítreo” en inglés es de uso poco común y el de “resina” no, la última palabra proviene del latín “resīna”]). Franklin notó una ley de conservación entre los dos tipos de fluido eléctrico, fuesen donde fuesen generados. Supuso que con el frotamiento en realidad no se creaban dos tipos de fluidos eléctricos, sino que había uno solo en todo el material, y que se limitaba a redistribuirse al frotar. Especuló que la electricidad vítrea era un exceso de este fluido eléctrico, y la resinosa un déficit. Una sola teoría del fluido eléctrico es correcta para casi todos los casos de electricidad que encontramos. La llamada por ese entonces “fluido eléctrico resinoso” pasó a ser un flujo de electrones, mientras que el vítreo pasó a ser el resto de los átomos, que quedaban atrás. Por ejemplo, en los cables de cobre de tu casa, la corriente eléctrica que fluye son en realidad electrones [N. del T.: si no lo captas: sería el fluido eléctrico resinoso. En los cables -de metal- lo que fluye son las cargas negativas]. Pero aquí pasó algo curioso. Franklin tuvo un 50% de probabilidades de adivinar cuál corriente era la del exceso y cuál la del déficit… y lo que especuló estaba mal. Desde entonces, el signo que los físicos asocian a las cargas de los electrones es negativo. En un circuito, el flujo de electrones es exactamente lo opuesto a lo que se le llama corriente eléctrica. Ese tramposo signo menos perdura hasta el día de hoy, haciendo que yo y mis colegas hagamos confundir cada año a los nuevos grupos de estudiantes de física [N. del T.: la “corriente” se definió originalmente como el flujo de cargas positivas, desde el polo positivo al negativo, pero luego se observó que en los metales son los electrones los que se mueven. Y un electrón (con carga negativa) debería fluir hasta el polo positivo, ya que negativos entre sí se repelan].

La velocidad de la corriente en el cobre, que es la velocidad de los electrones en un cable de cobre, es extraordinariamente lenta: poco más de tres quintos de centímetro por segundo. Pero incluso así, cuando mueves un interruptor de luz, las lámparas se encienden inmediatamente. Entonces, ¿cómo es que un interruptor de luz puede funcionar así de rápido? La analogía que uso para explicárselo a mis alumnos se trata de abrir la llave de agua caliente en la ducha. El agua fluye de inmediato por las cañerías ya que están llenas de agua, pero el agua que se siente al principio está fría. El agua caliente tarda un minuto en llegar; tiene que circular pasando por el calentador hasta llegar a la ducha. Algo así sucede con los electrones que están en el cableado de tu casa. Los cables de cobre están llenos de electrones, y lo que hace la compañía eléctrica es empujar los electrones hasta el final del cable. Cuando el interruptor está cerrado (“encendido”) [N. del T.: en un circuito, se dice que el interruptor está cerrado porque el paso de la corriente no se “corta”. En un plano, la figura se vería “cerrada”], ese empuje del tramo de electrones empuja a los electrones que pasan por el interruptor hasta llegar a los que están dentro de la bombilla, produciendo luz. El empuje es lo que importa. El tiempo que tardan los electrones en viajar desde la central eléctrica hasta tu lámpara por sí mismos es de un año, más o menos.

Recientemente, algunos experimentos mostraron que el modelo de los dos fluidos de electricidad no estaba mal. Experimentos modernos, como los del de Barry Kripke, némesis de Sheldon, producen materiales llamados plasma. El plasma se crea cuando calientas tanto un material que los electrones negativos de cada átomo se liberan del núcleo atómico (cargado positivamente), e incluso haciendo que los mismos núcleos atómicos lleguen a separarse. En el plasma, tanto los electrones cargados negativamente como los núcleos atómicos cargados positivamente se mueven libremente. Los experimentos físicos del plasma como el de Kripke, manipulan ambos tipos de fluidos eléctricos.

Plasma

En ese entonces, Franklin describió su reacción a su descubrimiento como “un poco disgustante que no hayamos podido descubrir nada útil para la humanidad”. Dada la importancia de la electricidad en la vida moderna, sus palabras nos recuerdan que los frutos de la ciencia básica (la que busca el conocimiento por el conocimiento mismo) para la humanidad no siempre se perciben de inmediato.

Wolowitz termina la discusión de Benjamin Franklin diciendo “para aprender más sobre los padres fundadores, visita tu biblioteca pública más cercana”. Esa fue una frase realmente apropiada, dado que en Estados Unidos Franklin fundó la primera biblioteca de la que se pueden sacar sus libros, la predecesora de nuestras bibliotecas públicas. Al trabajo de Franklin sobre la electricidad, se lo honra el día de hoy nombrando a la unidad oficial de carga (en un sistema de centímetros-gramos-segundos) “Franklin” (Fr). Para saber más sobre la electricidad, visita tu biblioteca pública más cercana.

Artículo original por David Saltzberg

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2 comentarios to “Traducción: “S03E06: The Cornhusker Vortex””

  1. Hernán Says:

    Muy interesante. Gracias!

  2. abc Says:

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    angel 2
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