Logros de la ciencia rusa en el siglo XXI

El problema del milenio

En 2002 el matemático ruso Grigori Pérelman demostró la hipótesis de Poincaré, uno de los siete “problemas del milenio” de la lista del Clay Mathematics Institute. La propia hipótesis se formuló en 1904, y sostiene que todo objeto tridimensional cerrado equivale topológicamente a una esfera.

Pérelman fue capaz de resolver esta hipótesis, aunque la fama en los medios de comunicación le llegó cuando rechazó el premio de 1 millón de dólares que el Instituto Clay ofrecía por resolver el problema.

La resolución de este tipo de problemas matemáticos no es simplemente un ejercicio intelectual. Tienen una importante aplicación en la ciencia y la tecnología modernas, en particular las ecuaciones de Navier-Stokes, que describen el comportamiento de los fluidos newtonianos. Por esa razón su solución está incluida en la lista de los problemas matemáticos más complejos. El matemático ruso fue el primero en resolver uno de estos siete problemas.

El petróleo y el gas no se acabarán

Se recuerdancontinuamente que las reservas de petróleo y gas llegarán a su fin, según distintos datos, dentro de los próximos 50-100 años. Hay quien considera que esto podría llevar al colapso de la civilización moderna.

Sin embargo, los científicos de la Universidad de Petróleo y Gas Gubkin han demostrado que esto no es así.

A través de experimentos y cálculos teóricos, estos científicos han demostrado que el petróleo y el gas se pueden crear no mediante la descomposición de la materia orgánica, como asegura la teoría comúnmente aceptada, sino mediante un proceso abiogénico (no biológico).

Los investigadores han determinado que en el manto superior de la Tierra, a una profundidad de 100-150 kilómetros, existen las condiciones adecuadas para sintetizar sistemas complejos de hidrocarburos.

“Este hecho nos permite hablar del gas natural como una fuente de energía renovable e inagotable”, comenta a RBTH el profesor Vladímir Kucherov de la universidad Gubkin. “La economía rusa y la economía mundial, en gran medida, dependen de los precios energéticos. La extracción de petróleo en Rusia está ligada en primer lugar a una gran cantidad de dificultades de carácter climático, lo que la convierte en un proceso muy costoso. En el futuro, las tecnologías de síntesis artificial de petróleo podrían solucionar una multitud de problemas económicos y ecológicos”, aclara el científico.

Elementos superpesados

Fuente: Vladímir Baránov / Ria Novosti

En la era postsoviética, los científicos rusos se pusieron a la delantera en la carrera por los elementos superpesados de la tabla de Mendeléyev. Desde el año 2000 hasta el 2010 los físicos del laboratorio Fliórov del Instituto Central de Investigaciones Nucleares (ICIN), en la ciudad de Dubná, sintetizaron por primera vez seis de los elementos más pesados con números atómicos del 113 al 118.

Dos de ellos ya han sido reconocidos oficialmente por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) con los nombres de flerovio (114) y livermorio (116). Los elementos 113, 115, 117 y 118 están siendo estudiados por la IUPAC para poder ser reconocidos.

“No se trata solamente de rellenar todos los espacios en blanco de la Tabla periódica de los elementos de Mendeléyev. Se trata de crear nuevas formas de materia cuyas propiedades se salen de los límites existentes en la naturaleza”, explica a RBTH Serguéi Dmítriev, director del Laboratorio de Reacciones Nucleares del ICIN.

Según Dmítriev, si se logra sintetizar algunos elementos superpesados con determinadas propiedades, la humanidad tendrá la posibilidad de crear trajes resistentes y cómodos para poder dar un paseo por el espacio, pantallas de ordenador en estado gaseoso, baterías y combustibles ilimitados, motores alimentados por antimateria y muchas más cosas.

Láseres de exavatio

En 2006, en el Instituto de Física Aplicada de la Academia de Ciencias de Rusia en Nizhni Nóvgorod se construyó un dispositivo llamado PEARL (PEtawatt pARametric Laser), que permite crear la radiación de luz más potente de la Tierra. Este dispositivo está basado en la tecnología de ampliación paramétrica de la luz en cristales ópticos no lineales y es capaz de generar una ráfaga de una potencia de 0,56 petavatios, una capacidad cientos de veces mayor que la de cualquier central eléctrica existente.

En la actualidad, el instituto planea incrementar la potencia del PEARL hasta los 10 petavatios. Además, próximamente se pondrá en marcha el proyecto XCELS, que prevé la creación de un láser de una potencia de hasta 200 petavatios que en el futuro podría llegar hasta 1 exavatio.

Según Efim Jazánov, doctor en ciencias matemáticas y miembro correspondiente de la Academia Rusa de Ciencias, este tipo de sistemas láser permiten investigar procesos físicos extremos y leyes fundamentales del universo. “El campo eléctrico de la ráfaga de luz es varias veces superior a los campos que mantienen al electrón alrededor del núcleo. Y la intensidad de la radiación luminosa puede alcanzar valores en los que el vacío puede crear materia y antimateria”, aclara el científico.

Con las potencias existentes, la principal función de los láseres de exavatio reside precisamente en la investigación. Sin embargo, si se consigue llevar estas potencias a la vida cotidiana, el abanico de usos de estos láseres se ampliaría considerablemente, comenta Jazánov.

“Por ejemplo, se podría tratar los tumores cancerosos de forma mucho más barata y menos dañina que con el tratamiento radiológico. Además, el uso de láseres superpotentes abre la posibilidad de crear sistemas informáticos ópticos con una velocidad al nivel de 1 Tbit/segundo o incluso ordenadores cuánticos”, declara Jazánov.

Campos magnéticos superpotentes

Fuente: GettyImages / Fotobank

A principios de los años 90 los físicos del Centro Nuclear ruso de Sárov bajo la dirección de Aleksander Pávlovski desarrollaron un método de creación de campos magnéticos de potencias récord.

Con la ayuda de generadores magnéticos explosivos en los que una onda explosiva creaba el campo magnético, lograron obtener una magnitud de campo de 28 mega gaus. Esta magnitud batió el récord absoluto de los campos magnéticos creados artificialmente, varios cientos de millones de veces mayor que la del campo magnético de la Tierra.

Con la ayuda de estos campos magnéticos se puede investigar el comportamiento de las sustancias en circunstancias extremas, como por ejemplo el comportamiento de los superconductores.

“Con el uso de los sistemas magnéticos de superconductores se construyen los aceleradores de partículas modernos. Estos fuertes campos magnéticos son necesarios para obtener la reacción de la fusión termonuclear controlada”, comenta a RBTH Vladímir Pudalov, doctor en Ciencias Físico-matemáticas del Instituto de Física de la Academia de Ciencias (FIAN por sus siglas en ruso).

 Según Pudalov, con la ayuda de imanes superpotentes se puede controlar el comportamiento de los superconductores, lo cual nos permitirá tener cables capaces de transmitir energía eléctrica a gran distancia sin ninguna pérdida, o acumuladores superpotentes que puedan almacenar energía durante todo el tiempo que se requiera. Los campos magnéticos superpotentes son necesarios para los nuevos medios de transporte, como los trenes de levitación magnética.

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