Premi Nobel 2013 per a la Química Teòrica Computacional…

… i la concòrdia entre la mecànica clàssica i la quàntica.

Amb la fantàstica imatge que el comitè Nobel ens regalà ahir en directe des d’Estocolm i que ara trobem al “Popular Science Background“, entre el material divulgatiu que trobem al web http://www.nobelprize.org/ amb motiu del guardó de Química 2013, es vol representar l’actual concòrdia i col·laboració necessària entre la mecànica clàssica de Newton i la mecànica quàntica que nasqué el passat s. XX.

Una altra imatge que ens ajuda molt a entendre la recerca que es premia és la que ens mostra l’aplicació variable de models de càlcul (els models multiescala) per dibuixar la posició general d’una gran macromolècula respecte la precisa dels àtoms que es troben el seu nucli central (un sistema químic complex). En el primer cas es fa servir la mecànica clàssica per descriure-la, en el segon aplicarem els càlculs de la quàntica. És a dir, i amb la magnífica analogia que se’ns presenta: si volem veure l’expressió de la cara d’Alfred Nobel necessitem més resolució d’imatge que no pas per veure la posició general del seu cos (amb la imatge pixelada en fem prou).

nobelquimica2013_2

Una tercera imatge formarà aquesta entrada gràfica. El passat estiu de 2012, el Nobel de Química 2013 Arieh Warshel va ésser a Girona amb motiu del X Girona Seminar, congrés organitzat des de l’IQC de la UdG. A la foto, de Miquel Duran, podem veure al Nobel 2013 davant del seu ordinador amb un petit problema tècnic i els companys Miquel Solà i Dani Masó intentant solucionar-lo (m’expliquen que finalment el varen solucionar i el Professor va poder fer la seva xerrada sense cap problema; Advanced modeling of biological functions; some recent highlights).

El Premi Nobel de Quñímica 2013,

El Premi Nobel de Quñímica 2013, Arieh Warshel, a Girona. 2 de juliol de 2012.

Amb tot plegat, recordem que el Nobel de Química 2013 és per Martin Karplus, Michael Levitt i Arieh Warshel “pel desenvolupament de models multiescala per sistemes químics complexos”, tal i com ahir vàrem anunciar al mateix moment que seguíem en directe la compareixença del comitè Nobel des de la Reial Acadèmia Sueca de les Ciències, a Estocolm.

nobel2013chem

I amb la darrera imatge d’aquesta imatge (un dels panells de l’exposició “16 Científiques Catalanes“, on veiem la Dra. Sílvia Simon treballant en el seu laboratori químic de càlcul) voldria insistir que, tal com ens recorda el Nobel de Química 2013, la química no és només una ciència experimental, sinó que la química també es fa als ordinadors! 🙂

silvia

Valgui, per tant, aquesta entrada com a homenatge i agraïment als Professors i companys investigadors del grup de recerca en Química Computacional de l’Institut de Química Computacional i Catàlisi de la Universitat de Girona, on estic desenvolupant la meva tesi doctoral.

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2013/press.pdf

nobel

Referències i més info:

Avui Google recorda Schrödinger amb un bonic i felí Doodle

Els amants de la química/física quàntica avui hem tingut una gran i grata sorpresa. El Google ha dedicat el seu Doodle a Erwin Schrödinger avui que, 12 d’agost de 2012, celebrem el 125è aniversari del seyu naixement (nasqué el 12 d’agost de 1887 a Viena, capital de la Monarquia Dual a l’Imperi Austrohongarès).

doodleEl 1925, Heisenberg va desenvolupar la mecànica quàntica matricial de Heisenberg i el 1926, Erwin Schrödinger va concebre la mecànica quàntica ondulatòria. Si bé ambdues mecàniques quàntiques són equivalents, la darrera és la que es sol tractar per estar molt més a l’abast de forma més immediata. La primera, és molt abstracta i utilitza les matrius com a eina de treball. La segona, es basa en la resolució d’una equació diferencial. L’equivalència dels principis d’incertesa i de De Broglie és el que les hi confereix el mateix contingut. Aquesta equació d’ona, proposada per Schrödinger el 1926, és un dels fonaments de la mecànica quàntica i li va valdre el Premi Nobel de Física de 1933.

equacio

Al Doodle d’avui hi veiem representat el famós gat d’Schrödinger; paradoxa que el científic va formular per presentar el fenomen de la superposició d’estats i el trencament d’aquesta al fer l’observació (el gat que es troba viu i mort a la vegada, dins de la caixa opaca, fins que al fer l’observació aquest passa a se viu o bé mort).

gat

Ciència: Realitat o Ficció? Post xerrada de Sònia Fernàndez-Vidal a Blanes

Abans d’ahir, a Aula Blanes vàrem tenir el goig de comptar amb la Dra. Sònia Fernàndez-Vidal, qui ens va oferir la conferència Ciència: Realitat o Ficció?

Tot i la competència que, a priori, ens feia el partit de futbol, a la sala Bolaño de la Biblioteca Comarcal de Blanes no hi va quedar ni una cadira buida. L’espai es va omplir amb assistents apassionats de la ciència (si més no, s’hi van tornar després de la xerrada).

La quàntica Sònia Fernàndez-Vidal, desbordant alegria i simpatia, ens va introduir en el món apassionant i incomprensible de la física quàntica, després d’introduir la ciència respecte la ciència ficció, amb els personatges que han anat construint les teories sobre les quals ara caminem i acabant amb la relació entre aquesta ciència i l’humanisme.

I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics.

Richard Feynman, The Character of Physical Law (1965)

També vam tenir temps de fer algun experiment. El que més va sorprendre és el següent, amb el qual ens adonem que només percebem allò que esperem percebre…

Entre paradoxes, com la del dau que marca els 6 nombres possibles a la vegada, fins que no aixequem el gobelet i fem l’observació (col·lapsem la superposició d’estats), la Sònia ens va passar un dels didàctics vídeos del Dr. Quantum, on s’explica el famós experiment de la doble escletxa i les seves conseqüències.

Personalment em va fer molta il·lusió conèixer-la en persona, després d’intercanviar força mails per a l’organització de la conferència. Vàrem poder parlar una mica de les nostres línies de recerca i em va poder dedicar els seus dos llibres, La Porta dels 3 panys i Quantic Love, els quals m’han encantat. Us els recomano! 😉 Precisament fa poc que vaig acabar aquest segon i només tinc ganes de visitar el CERN.

Amb la Sònia Fernàndez-Vidal a la Biblioteca Comarcal de Blanes, 24/04/12.

A l’inici de la xerrada, tot descobrint la ciència de la ciència-ficció (capes d’invisibilitat, dispositius de comunicació a distància,…) vàrem recordar les 3 lleis de Clarke (autor d’Una odissea a l’espai):

1. Quan un científic distingit, però ancià, afirma que quelcom és possible, és gairebé segur que l’encerta. Ara bé, quan afirma que quelcom és impossible segurament l’erra.

2. L’única manera de descobrir els límits d’allò que és possible, és aventurar-se una mica més enllà, cap a l’impossible.

3. Qualsevol tecnologia suficientment avançada és indistingible de la màgia.

La interessant xerrada va donar pas a un, també interessant, llarg i participatiu, torn de preguntes on van sorgir qüestions sobre les quals la física, la química i la ciència en general han de seguir investigant per poder donar-hi resposta. Entre ells destaco el repte energètic i la fusió nuclear com a possible (ara mateix difícil però seria genial) solució (amb el projecte ITER); la teoria de cordes com a la gran i definitiva unificació; la computació quàntica o qüestions que ja anaven més cap a la metafísica, les quals (encara?) no tenim resposta…

Després de fer recerca a alguns dels centres més destacats del planeta, com són l’ICFO de Barcelona o el CERN de Suïssa, Sònia Fernández-Vidal ara es dedica a la divulgació científica. Es tracta d’una tasca imprescindible per a aconseguir una concepció positiva de la ciència i la recerca per part de la població, així com per a fomentar vocacions científiques per a un futur amb bons i apassionants investigadors.

Sònia, moltes gràcies, altra vegada, per la teva conferència a Blanes i fins la propera!

Properament penjarem la gravació de la conferència al nostre web: http://www.aulablanes.cat/

Avui xerrada de divulgació científica a càrrec de la quàntica Sònia Fernàndez-Vidal, a Blanes

Després d’una lluïda Diada de Sant Jordi, en la qual potser vàrem rebre algun dels dos fantàstics llibres de divulgació de la física quàntica de Sònia Fernández-Vidal, La Porta dels 3 panys i Quantic Love, aquest vespre no ens podem perdre la xerrada de divulgació científica que ens oferirà a Blanes!

Ciència: Realitat o Ficció?

– Ponent: Física quàntica Sònia Fernàndez-Vidal

Avui, 24/04/12, a les 8 del vespre

Biblioteca Comarcal de Blanes

I aquest és l’abstract d ela xerrada que ens envia la Sònia:

La ciència,tot i que moltes vegades la relacionem amb fòrmules i números que ens semblen complexos i abstractes,pot arribar a convertir-se en un món apassionant,gairebé màgic per a aquells que es decideixen a apropar-se a ella.
Descobrirem noves propostes científiques que estan aconseguint que molts dels nostres somnis es tornin realitat:invisibilitat,teleportació,viatges en el temps…

Farem un breu repàs del camí que la ciència està recorrent,perquè és important per a l’evolució dels éssers humans i el més important:aprendrem a gaudir d’ella.

“Quantic Love”. Novel·la i música inspirades en la Física Quàntica

El seu primer llibre em va agradar molt. Divulgació de la quàntica en forma d’historia d’aventures, amena i utilitzant l’humor i la intriga. No ho havia vist mai i em va encantar (i en vaig parlar al bloc).

Ja fa un temps que vaig descobrir que la Sònia Fernández-Vidal estava escrivint el segon llibre, fins i tot al seu lloc web vaig participar a la votació de la portada i… l’escollida és la que vaig votar! (i un 53 % dels votants, segons les estadístiques finals).

El que ara he descobret, i m’ha fet molta gràcia, és que la banda sonora del llibre ha estat composada per Nikosia! Es tracta d’un grup de música que m’encanta i que no és gaire conegut, de manera que m’ha sorprès molt i m’ha fet molta il·lusió descobrir que han composat la cançó titulada “Quantic Love”, com la novel·la amb la qual s’han inspirat.

Mentre esperem el llibre i el disc, que sortiran el proper24 de gener, podem anar escoltant la fantàstica cançó. L’adjunto a continuació, juntament amb el document pdf amb la lletra (tot plegat, d’accés gratuit al web del http://www.quanticlove.com/):

Recordem a Heisenberg, un dels pares de la mecànica quàntica

Ahir, 5 de desembre, recordàvem el científic Heisenberg, el dia del 110è aniversari del seu naixement.

Wermer Karl Heisenberg va néixer el 5 de desembre de 1901 a Alemanya i va ésser un físic teòric que dedicà la seva recerca a la mecànica quàntica. El 1925, Heisenberg va desenvolupar la mecànica quàntica matricial de Heisenberg. Recordem que l’any següent, Erwin Schrödinger concebia la mecànica quàntica ondulatòria.

Heisenberg va rebre el Premi Nobel de Física de 1932:

The Nobel Prize in Physics 1932 was awarded to Werner Heisenberg “for the creation of quantum mechanics, the application of which has, inter alia, led to the discovery of the allotropic forms of hydrogen”.

Però Heisenberg és conegut arreu pel seu principi d’incertesa. El Principi d’Incertesa de Heisenberg, va ésser formulat pel científic el 1927 i explica que no es pot determinar simultàniament i amb exactitud el valor de la posició i la quantitat de moviment d’una partícula.

\Delta X \Delta P \ge {\hbar \over 2}.

Tots els principis de la teoria quàntica, extrapolats a la nostra vida macroscòpica produeixen paradoxes i situacions ridícules (tots estem ensant en la paradoxa del gat d’Schrödinger). Per això aquest principi, ha estat caricaturitzat en multitud d’acudits. Aquí en tenim un exemple:

Conferència del Dr. Cirac a la UdG

El proper divendres 18 de novembre, a la Universitat de Girona tindrem el goig de gaudir de la xerrada “Quantum simulations of many-body systems” a càrrec del Dr. Cirac.

El físic català, director de l’Institut Max Planck (possible Nobel de física en els propers anys?), ens oferirà aquesta conferència amb motiu de l’acte d’inauguració de l’Escola de Doctorat de la UdG.

No ens la perdrem, segur que valdrà la pena!

 

Recordem els químics Meyer i Pauling

Avui, 19 d’agost, recordem els químics Julius Lothar Meyer (en el 181è aniversari del seu naixement) i Linus Pauling (17 anys després de la seva mort).

Julius Lothar Meyer (1830-1895) va néixer el 19 d’agost de 1830 a Varel (Alemanya), avui fa 181 anys. Meyer és més conegut com el gran competidor de Mendeléiev.

Tot i que quan pensem en la llei periòdica dels elements, el primer que ens apareix a la memòria és la imatge de Mendeléiev, Meyer també hi va jugar un paper important. Dimitri Mendeléiev, a diferència de Meyer, va proposar la taula periòdica dels elements a 1869, per això és el personatge que recordem, tot i que ambdós, independentment, varen descobrir la llei periòdica dels elements a la mateixa època. Meyer sempre va reconèixer la prioritat de Mendeléiev, principalment perquè havia tingut el valor de fer un pas que ell no havia gosat fer. Es tracta de la predicció de la necessitat de “nous” elements per omplir els buits de la taula periòdica. Tot i això, la feina que Meyer va fer va ésser reconeguda, de manera que a 1882 Meyer i Mendeléiev varen compartir la medalla Davy (for their discovery of the periodic relations of the atomic weights).

Per altra banda, volem recordar a Linus Carl Pauling (1901-1994), qui va morir avui fa 17 anys a Califòrnia.

Pauling és un dels científics més rellevants del segle XX i un dels químics més destacables de la història. Recordat per l’aplicació de la mecànica quàntica en química i per ésser guardonat amb 2 Premis Nobel de categories diferents (essent, després de Marie Curie, el segon en aconseguir-ho).

El 1932 va introduir el concepte empíric d’electronegativitat, o habilitat d’un àtom per a atreure electrons per a formar enllaços. La seva recerca al voltant de la naturalesa de l’enllaç químic i la química quàntica li va valdre el seu primer Premi Nobel. A 1954 va ésser guardonat amb el Premi Nobel de Química “for his research into the nature of the chemical bond and its application to the elucidation of the structure of complex substances”Per altra banda, després de la Segona Guerra Mundial, va esdevenir un activista de la pau, formant art del grup de científics que advertien del perill del desenvolupament d’armes nuclears. Aquesta faceta li va merèixer el Premi Nobel de la Pau de 1962.

The best way to have a good idea is to have lots of ideas.
— Linus Pauling

Referències: