Estado metamíctico

Un estado inusual de la materia

Roald Hoffmann, photo by Gary Hodges

En las arenas de la playa de Kerala,
desgajada de una roca de gneis,
en las arenas de un arroyo de Carolina del Norte
se encuentra la monacita, un raro
mineral. En su origen cristalino
hay orden, hay una red.
Y los átomos -cerio, lantano,
torio, itrio, fosfato- bailaban
alrededor de lugares predeterminados,
sujetos por resortes electrostáticos
sin masa
y por el volumen de sus vecinos.
Vibraban
y cantaban
en armonía cuantizada.
para los oyentes ausentes y para mí.
Pero el enemigo está en el interior.
El núcleo inestable
del torio radiactivo estalla
por el trueno al azar de un martillo
que no es el de ningún dios nórdico.
Los proyectores invisibles
del infierno, rayos gamma,
destellan en la red.
Partículas alfa, desechos nucleares enloquecidos,
son empujadas en misiones
de destrucción aleatoria de megavoltios.
El átomo remanente, transmutado, retrocede,
liberándose de su lugar en la red,
balas de cañón torcidas
a través de una pista de baile abarrotada.
No hay ninguna salida para escapar.
En las colisiones de rotura en cadena
los vecinos son eliminados de sus lugares.
El cristal, antes límpido, se hincha,
orden de largo y corto alcance,
hasta un amorfismo ocre.
Fallas,
impurezas,
vacantes,
dislocaciones,
intersticiales,
el indefinido estado metamictico.

Taducción Elena Soto y David Sánchez.

An unusual state of matter Roald Hoffmann es químico teórico y fue Nobel de Química en 1981. Su investigación, obras literarias y de divulgación pueden consultarse en su web personal

Monazite structure / Monacita

An unusual state of matter
In the beach sands of Kerala,
abraded from the gneiss,
in the stream sands of North Carolina
one finds monazite, the solitary
mineral. In its crystalline beginning
there was order, there was a lattice.
And the atoms – cerium, lanthanum,
thorium, yttrium, phosphate – danced
round their predestined sites,
tethered by the massless springs
of electrostatics
and by their neighbors’ bulk.
They vibrated,
and sang
in quantized harmony.
to absent listeners, to me.
But the enemy is within.
The radioactive thorium’s
nervous nuclei explode
in the random thrum
of a hammer
of no Norse god.
The invisible searchlights
of hell, gamma rays,
flash down the lattice.
Alpha particles, crazed nuclear
debris, are thrust on megavolt
missions of chance destruction.
The remnant atom, transmuted, recoils,
freeing itself from its lattice point,
cannonballs awry through
a crowded dance floor.
There are no exits to run to.
In chain collisions of disruption
neighbors are knocked from their sites.
The crystal swells from once limpid
long-range, short-range order
to yellow-brown amorphousness.
Faults,
defects,
vacancies,
dislocations,
interstitials,
undefine the metamict state.

El nombre monacita proviene del griego «monazein», ‘estar solo’, en alusión a su rareza. Se trata de un mineral accesorio habitual en los granitos y en los gneis. La arena de agunas playas de diferentes partes del mundo está compuesta de monacita, un mineral con alto contenido en torio.
Metamíctico, -ca se aplica a un mineral que se ha hecho amorfo a causa de las perturbaciones de su estructura cristalina provocadas por la radiación emitida por átomos del propio mineral o de otros que lo acompañan.

 

Desde 2001, Hoffman es anfitrión de Entertaining Science, una actividad mensual donde explora la conjunción entre las artes y la ciencia y que se celebra en el Cornelia Street Café de Nueva York.

Tsunami de Roald Hoffmann

 

 

 

Tsunami

a María Matos

Un SOLITÓN
es una singularidad
en una onda
en movimiento, un borde
que se desplaza
sólo en esa dirección.
Filmamos en una ocasión
uno que se movía
indiferente
por una superficie de platino.
Los solitones pasan
imperturbables
unos
a través
de otros.
Tú eres una onda.
Ni estacionaria, ni
viajera, ni satisfaces
ecuación alguna.
Eres una onda qué no será
sometida
al análisis (de Fourier).
Tú eres una onda; en
tus ojos me
hundo de buena gana.
No somos solitones,
no podemos atravesar
impasibles.

Roald Hoffmann Individual Poems

Tsunami
A SOLITON is
a singularity
of wave
motion, an edge
travelling just
that way. We saw
one, once
filmed moving leed-
lessly cross
a platinum surface.
Soliton pass
through
each
other
unperturbed.
You are a wave.
Not standing, nor
travelling, satisfying
no equations.
You are a wave
which will not be (Fourier)
analyzed.
You are a wave, in
your eyes I sink
willingly.
Not solitons,
we can’t pass through
unaltered.

Roald Hoffmann (1937, Polonia). En 1981 compartió el premio Nobel de química con el japonés Kenichi Fukui (1918-1998)  / Poemario Catalista (Huerga y Fierro, 2002)

 

 

Cabalgando tras la onda solitaria

Los solitones son ondas no lineales que exhiben un comportamiento  inesperado, ya que se propagan sin deformarse.

Scott Russell

Transcurría el año 1834 cuando el ingeniero escocés Scott Russell observó en un canal de Edimburgo el extraño fenómeno de ver detenerse de repente un barco en movimiento, levantándose una ola en su proa que se deslizaba a gran velocidad hacia delante, formando una única ondulación de gran altura, como una montaña de agua, que continuaba su recorrido por el canal, sin variar aparentemente su forma o reducir la velocidad. Russell, montado en su caballo, persiguió durante más de dos kilómetros la ola solitaria hasta que desapareció.
Este enigmático fenómeno no tenía explicación matemática por aquel entonces y su observación fue vista con escepticismo por los físicos más destacados de la época que consideraban que las ondas en movimiento no podían conservar su forma durante distancias grandes.
La propagación de ondas es un fenómeno muy complejo, incluso en la actualidad, y durante mucho tiempo para estudiar este fenómeno se simplificaron las ecuaciones clásicas de hidrodinámica. Y la simplificación excluía lo observado por Russell. El reconocimiento de la onda solitaria, -llamada solitón en los años sesenta-, ocurrió a mediados del siglo XX, cuando un equipo de investigación en Matemáticas estudiaba la ecuación de ondas no lineal. Los investigaadores esperaban que sus soluciones exhibieran en algún momento singularidades, o roturas, tal y como se observa en las olas que se cruzan, interactúan y se rompen de forma no lineal. Crearon un programa de ordenador para resolver la ecuación numéricamente y descubrieron, para su sorpresa, que la onda no se rompía como habían previsto, por lo que el fenómeno observado por Russell se podía demostrar matemáticamente.
El desarrollo de la teoría de solitones se considera uno de los avances más importantes en la física-matemática de la segunda mitad del siglo XX y se usa como un elemento constructivo para formular comportamientos dinámicos complejos de sistemas de ondas en toda la ciencia. Los investigadores descubrieron que había solitones en medios líquidos, sólidos, gaseosos, e incluso en la corriente eléctrica o en un campo electromagnético. Se han podido estudiar solitones en sistemas tan diferentes como las atmósferas de los planetas, cristales, plasmas, fibras de vidrio, redes nerviosas y aparatos electrónicos.
Solitones, un poco de historia. Sus vida, obras científicas y literarias pueden consultarse en página web «Roald Hoffmann’s land between chemistry, poetry and philosophy».