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El misterio de las centellas (1506)

enero 20, 2025 luisrn Deja un comentario

El misterio de las centellas (1506)

Calentamiento localizado por microondas (LMH) del basalto – Eyección de lava, polvo-plasma y centellas por un “volcán en miniatura”.

Localized microwave-heating (LMH) of basalt – Lava, dusty-plasma, and ball-lightning ejection by a «miniature volcano». Jerby E, Shoshani Y.Sci Rep. 2019 Sep 10;9(1):12954. doi: 10.1038/s41598-019-49049-5.PMID: 31506477 Free PMC article.

Localized microwave-heating (LMH) of basalt – Lava, dusty-plasma, and ball-lightning ejection by a “miniature volcano”

Eli Jerby¹, Yoav Shoshani²

Affiliations

PMID: 31506477

PMCID: PMC6736850

DOI: 10.1038/s41598-019-49049-5

Resumen

Este artículo presenta varios fenómenos obtenidos por calentamiento localizado por microondas (LMH) del basalto, incluyendo efectos de fusión del núcleo interno, erupción y flujo de lava (desde el núcleo fundido exterior), eyección de plasma del basalto (en formas de columna de fuego y centellas), y efusión de polvo (depositado como polvo por el plasma). Los experimentos se llevan a cabo irradiando una piedra de basalto (~30-cm³ de volumen, con forma natural o cortada en forma de ladrillo cúbico) en una cavidad de microondas, alimentada por un magnetrón adaptable (~1 kW a 2,45 GHz). Se observan los efectos del LMH y de la inestabilidad térmica en el basalto y se comparan con la teoría. Se utilizan varios diagnósticos in-situ y ex-situ para caracterizar el polvo-plasma observado y sus productos nanopartículas. Se observa la semejanza de los fenómenos experimentales obtenidos a pequeña escala de laboratorio con los gigantescos fenómenos volcánicos de la naturaleza, y se discute su relevancia potencial para futuros estudios volcánicos. En particular, mostramos que la LMH podría ser instrumental para demostraciones de laboratorio y simulaciones de efectos volcánicos en miniatura, como flujos de lava, formación de vidrio volcánico (obsidiana), erupción de polvo-plasma y ceniza volcánica, y eyección de centellas. Estos hallazgos también podrían ser importantes para diversas aplicaciones, como la perforación y la minería, la espectroscopia de descomposición inducida por microondas (MIBS), la extracción de minerales y la producción de polvo directamente a partir de basaltos.

PubMed Disclaimer

Los autores declaran no tener intereses contrapuestos.

Figuras

Figura 1.

Ilustraciones conceptuales del proceso LMH en basalto. (A) Fusión del núcleo – La energía de microondas se irradia al núcleo de la piedra basáltica, se convierte en calor en su interior y funde el núcleo mediante un mecanismo LMH. El núcleo fundido (visto en la imagen como un magma interior a través de la superficie sólida porosa) puede mantenerse establemente en equilibrio. (B) Erupción de lava – Un ligero aumento de la potencia de las microondas puede elevar la presión en el interior de la piedra e inducir grietas de las que brota la lava y fluye hacia el exterior, sobre la superficie de basalto. La imagen muestra el núcleo fundido vertiéndose como torrentes de lava volcánica. (C) Expulsión de plasma polvoriento – Una mayor irradiación provoca una emisión de plasma desde el basalto fundido. La imagen muestra una columna de fuego de plasma expulsada hacia arriba desde el basalto fundido. (D) Bola de fuego flotante – Una bola de fuego en forma de centella se desarrolla a partir del penacho de plasma (ya sea asociada a una columna de fuego o sola). La imagen muestra una bola de fuego flotando dentro de la cavidad.

Figura 2.

Montaje experimental empleado. (A) La cavidad de microondas en la que se sitúa la piedra de basalto (o un ladrillo cúbico) y se somete a la interacción LMH. Las paredes laterales consisten en estructuras periódicas bajo corte, que evitan las fugas de microondas pero permiten un acceso abierto a la interacción (por ejemplo, para un diagnóstico en tiempo real con una línea de visión directa). Opcionalmente, un electrodo móvil (o una batería de electrodos) puede dirigir las microondas hacia el núcleo de basalto y, por tanto, acelerar la creación del punto caliente fundido en su interior. Sintonizando la potencia de las microondas, puede salir lava del núcleo fundido. Además, una columna de plasma (e incluso una bola de fuego) puede ser expulsada hacia la atmósfera y depositar nanopartículas en el colector (situado en el techo de la cámara). (B) Diagrama de bloques de la instrumentación experimental. Los diagnósticos típicos incluyen un espectrómetro óptico, cámaras térmicas y de video, medidas de dispersión de microondas y una sonda I-V.

Figura 3.

Calentamiento y fusión del basalto por LMH, flujos de lava y vitrificación a obsidiana. (A) Piedras de basalto de forma natural (de ~5-cm de longitud) bajo LMH: (a) fusión del núcleo interno; (b) erupción y flujo de lava; (c) formación de un cráter; (d) una cúpula de una fina capa de vidrio volcánico (obsidiana) creada por el burbujeo de la lava; (e) un rastro de flujo de lava solidificado a obsidiana. (B) Interacciones LMH potenciadas por electrodos con piedras de basalto cortadas en cubos de 3 cm de lado (esta geometría bien definida permite un mejor control de la repetición experimental, y una comparación más precisa con las simulaciones numéricas): (a) Una imagen del punto caliente interior captada a través de la cara exterior sólida del cubo; (b) un cubo de basalto después de una interacción LMH parcial (detenida antes de la erupción) que revela el núcleo fundido en el interior que se ha solidificado hasta convertirse en obsidiana. La superficie exterior ha permanecido en su textura original salvo algunas grietas (la esquina fue retirada para exponer el interior fundido)); (c) una cúpula de burbujas hinchada durante la erupción de lava (hecha de una fina capa, crujiente y frágil, de obsidiana); (d) la lava fluye desde el núcleo fundido del cubo hacia su exterior; (e) una imagen térmica de la erupción de lava desde el núcleo a través de múltiples puntos calientes en la superficie inferior inducidos por una guía de electrodos (la temperatura de la lava supera los 1.200 K); (f) queda un núcleo hueco después de que la lava haya entrado en erupción y fluido hacia el exterior, dejando un vacío en el interior y un rastro solidificado de obsidiana.

Figura 4.

(A) LMH de un ladrillo cúbico de basalto (sin electrodo) y el perfil de temperatura evolucionado: (a) Las dependencias de temperatura de las conductividades térmica y eléctrica, kth y ?c, respectivamente, que permiten la LMH del basalto. (b) Una simulación numérica del proceso LMH del basalto [Método 2] muestra el núcleo fundido dentro del cubo de basalto irradiado, alcanzando 1.400 K después de 70 s, sin electrodo. (c) Una imagen térmica del núcleo fundido captada a través de las caras exteriores sólidas del cubo (nótese también el perfil de temperatura en la superficie superior). (B) Comparación entre la simulación numérica y los resultados experimentales de la evolución temporal y espacial de los perfiles de temperatura en la superficie del cubo de basalto: (a) La evolución temporal de la temperatura en el centro de la cara, con y sin electrodo; (b) la evolución espacial de la temperatura a lo largo de la superficie de la cara exterior del cubo de basalto sin electrodo (los intervalos de tiempo entre las curvas corresponden a la curva sin electrodo de la Fig. 4B(a)). (C) Simulaciones numéricas de varias formas destinadas a intensificar el proceso LMH en comparación con el esquema sin electrodo simulado en la Fig. 4A(b) a la misma potencia de entrada: (a) Una forma de piedra piramidal; (b) un solo electrodo, y (c) una matriz de electrodos. La fusión superficial más rápida se obtiene con un único electrodo (0,5 MV/m en 10 s), mientras que el esquema sin electrodos proporciona una fusión del núcleo interno, como se muestra en la Fig. 4A(b,c).

Figura 5.

Eyección de plasma de basaltos fundidos en forma de columna de fuego y bola de fuego. (A) La evolución del plasma desde un punto caliente fundido en una piedra basáltica con forma natural: (a) El punto caliente se forma y evoluciona; (b) un penacho de plasma es inicialmente expulsado desde el punto caliente; (c) una columna de fuego estable es alimentada por la emisión del punto caliente; (d) una bola de fuego se separa de la columna de fuego (más allá de ella), y flota en la atmósfera. (B) Diversas observaciones de eyección de plasma desde basaltos fundidos: (a) Una imagen térmica de un punto caliente con una temperatura superior a 1.500 K, que emite plasma; (b) una columna de plasma eyectada desde una cúpula de basalto fundido, hinchada por la erupción de lava desde el núcleo; (c) un par de columnas de plasma eyectadas desde dos puntos calientes adyacentes evolucionados en la superficie del basalto; y (d) una bola de fuego autónoma flotando en la atmósfera de aire dentro de la cavidad. (C) Reflexiones de microondas durante las distintas etapas de la evolución del plasmoide: (a) El coeficiente de reflexión ? = |?| y la temperatura del punto caliente medidos en función del tiempo, mostrando una caída abrupta de las reflexiones de microondas durante el aumento de la inestabilidad por fuga térmica. (b) Representación Smith-chart del coeficiente de reflexión complejo ?, partiendo de un desajuste (|?| ~ 1) en la fase de punto caliente (como en la Fig. 5A(a)), reducido a |?| ~ 0.4 en la fase de columna de fuego (Fig. 5A(c)), y ajustado a |?| ~ 0 por la bola de fuego autoadaptada (Fig. 5A(d)). Los resultados de la simulación de cargas ficticias dieléctricas (de ? = 20, 25, 30) con una forma de columna similar en varias posiciones, se muestran para la comparación con el fin de estimar la impedancia efectiva del plasma.

Figura 6.

Mediciones y análisis de espectroscopia óptica de plasmoides de basalto: (A) Un espectro típico de líneas de emisión atómicas detectadas en el plasma del basalto. (B) El espectro observado en el rango de longitud de onda corta. (C) Un diagrama de Boltzmann de las líneas de Fe y Ti mostradas en la Fig. 6B anterior. (D) La emisión radical OH comparada (por ajuste) con la simulación LifBase, ambas resultan en estimaciones de temperatura en el rango Texc ~ Trot ~ 0.3-0.6 eV.

Figura 7.

(A) Medidas de la curva I-V característica: (a) La configuración eléctrica de una sonda tipo Langmuir alimentada por un voltaje alterno de 50-Hz, 100-V, y (b) una curva I-V típica medida con esta sonda. Las diferentes trayectorias de subida y bajada de tensión (marcadas con flechas) se atribuyen a la capacitancia adicional creada por la deposición de polvo por el plasma en la sonda. La temperatura de electrones estimada es de ~0,3-0,6 eV, de forma similar a las mediciones ópticas anteriores. Estas curvas I-V sólo se obtienen cuando la masa fundida fluye hacia abajo, como se ilustra en la Fig. 7A(a), y cierra el bucle de corriente eléctrica hacia el suelo de aluminio conectado a tierra (nótese que el polvo depositado por el plasma aísla la placa colectora superior). (B) Análisis de dispersión del plasma mediante un barrido adicional de sondeo-señal en el rango de frecuencias 0.8-1.5 GHz: (a) El coeficiente de transmisión S21, medido con y sin plasma, muestra un incremento > 20 dB en el acoplamiento debido al acortamiento por plasma de los brazos acopladores 1 y 2 (mostrado en el recuadro). Una simulación de carga equivalente da como resultado ?r ~ 0,3 – j50 para este efecto. (b) La variación espectral de S21 frente al tiempo durante la evolución del plasma, y (c) la variación de la transmisión de S21 frente al tiempo en la frecuencia del anti-nódulo (~1,245 GHz), con respecto a la variación de la temperatura del punto caliente. El aumento abrupto del coeficiente de transmisión está asociado a la disminución de la temperatura medida del punto caliente, que se produce en la eyección del plasma.

Figura 8.

Observaciones SEM ex-situ de los productos de polvo depositados por el plasma. (A) Observaciones SEM del colector: (a) Agregados de formas florales uniformemente esparcidos por la superficie del colector. El recuadro muestra una partícula típica de ~5-?m de diámetro; (b) un ejemplo de una esfera más grande observada, de ~ 0,2 mm de diámetro; (c) una región en forma de isla, compuesta en su mayor parte de aluminio (posiblemente debido al grabado con plasma del colector); (d) cráteres y agujeros de tamaños comparables de ~ 0. 1-mm de diámetro; (e) partículas esféricas residen en los cráteres, lo que podría atribuirse a un bombardeo de partículas o a un efecto de localización por plasma; (f) la superficie del colector cubierta por agregados de formas parecidas a flores esparcidos sobre ella como una capa, con varias trazas de estructuras más grandes (~20-?m de diámetro) inmersas en ella. (B) (a) Una imagen óptica del polvo blanco acumulado sobre el colector, observándose partículas esféricas relativamente grandes. El grosor de la capa de polvo depositado medido por SEM es de 10-30 ?m de grosor (el arañazo marcado en rojo se hizo para evaluar el grosor de la capa). (b) Una imagen SEM del vidrio volcánico obtenido muestra estructuras más oscuras similares a corrientes en la obsidiana vitrificada, y zonas más brillantes similares a islas entre ellas. Los análisis EDS de estos productos brillantes dan como resultado la composición elemental presentada para la obsidiana en la Tabla 1.

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https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31506477/

. Ceticismo Aberto (Kentaro Mori), Divulgación científica, General

La experiencia no es algo que sentimos, sino algo que hacemos

enero 19, 2025 luisrn Deja un comentario

La experiencia no es algo que sentimos, sino algo que hacemos

J. Kevin O’Regan*, Laboratorio de Psicología Experimental, Centro Nacional de Investigaciones Científicas, Francia

Traducción amablemente autorizada

Si les muestro una imagen y cambio algo en ella, como a continuación, verán el cambio inmediatamente. No hay problema, destaca. (Ver las imágenes en la publicación original de Ceticismo Aberto)

Pero si hago el cambio al mismo tiempo que introduzco un ligero parpadeo en la pantalla como este, entonces en muchos casos no notarás el cambio.

Aquí hay otro ejemplo.

Es muy interesante que a veces puedes mirar directamente el cambio y aun así no verlo. Entonces, si te digo aquí que mires la nariz del hombre, estarás a unos pocos píxeles del cambio, pero probablemente no lo verás: es la barra de abajo que sube y baja.

Aquí hay otro ejemplo:

Algunos cambios son más fáciles de notar que otros. Sin embargo, incluso un cambio que ocupa una gran parte del campo visual puede no notarse si no forma parte de lo que sería el tema de la imagen. Aquí por ejemplo:

Normalmente no dirías que la imagen trata sobre… el reflejo en el lago. Pero en cuanto te lo cuente, verás el cambio. Mientras tanto, aquí:

Probablemente consideres que la imagen trata de un vaso de leche, por lo que es fácil ver que esto es lo que está cambiando, aunque es mucho más pequeño que el reflejo anterior en el lago.

Este fenómeno se ha denominado ceguera al cambio y ha llamado mucho la atención en los últimos años. Hay muchas variaciones del fenómeno. Les mostré el paradigma del parpadeo, pero el fenómeno también se ha logrado con movimientos oculares, parpadeos, cortes de películas e incluso en situaciones de la vida real.

Una variante particularmente interesante del paradigma de la ceguera al cambio es el paradigma del parche.

La razón por la que esto es interesante es que los parches están colocados de manera que no cubran la ubicación del cambio. Así que no se puede decir que la razón por la que no notas el cambio es porque de alguna manera está enmascarado o borrado por cualquier tipo de superposición con la mirada.

Está claro que hay algo muy impactante en todos estos experimentos: parecen sugerir que nuestras representaciones internas del mundo exterior, en lugar de ser muy detalladas y ricas, en realidad son bastante pobres. Entonces, ¿qué está pasando aquí? ¿Cómo podemos tener la impresión de riqueza en el mundo si no hay riqueza en nuestras cabezas?

Sugiero que una posible solución es la idea de lo que yo llamo el Mundo como Memoria Externa. La idea es que para tener la impresión de riqueza, realmente no es necesario que la riqueza esté en nuestra cabeza. Lo que tiene que estar en nuestra cabeza son sólo los algoritmos o recetas para llegar a la información en el mundo.

Y tenemos tales algoritmos, en forma de movimientos oculares o cambios en el foco de atención. Si nos interesa algún detalle en el sentido visual, simplemente necesitamos mover la vista o la atención hacia ese detalle, y estará disponible de inmediato.

En lugar de almacenar toda la información sobre el mundo externo en el cerebro, utilizamos el mundo externo como un almacén de memoria externo. Así, adquirimos la impresión de que estamos viendo todo lo que hay que ver en el campo visual, porque si pensamos, aunque sea vagamente, en si realmente estamos viendo algo, dirigimos nuestros ojos (y nuestra atención) hacia esa cosa, y se vuelve disponible para ser procesado.

Quizás de niño jugaste un juego en el que alguien ponía un objeto doméstico como un corcho, una papa o una armónica en una bolsa, y tú metías la mano dentro de la bolsa y tratabas de adivinar qué era el objeto.

Al principio sientes tal o cual textura en la punta de tus dedos. No tienes idea de cuál es el objeto. Pero de repente tienes una especie de experiencia “¡Ajá!” De repente sientes que no sólo estás tocando trozos de textura con las yemas de los dedos, sino que estás sosteniendo un objeto completo: es una armónica. Y está TODO ahí inmediatamente, aunque en realidad sólo estés tocando partes de él. No es sólo que sepas que es una armónica completa, sino que realmente sientes que es una armónica completa.

La razón por la que tienes ganas de tocar toda la armónica es que SABES que SI movieras los dedos de esta manera, tendrías ESTE sentimiento, y si los movieras de esa manera, tendrías ESE sentimiento. Te sientes familiarizado con todas las cosas que puedes hacer con tus dedos ahora mismo. Es el conocimiento de sentirse como en casa con las cosas que puedes hacer y los cambios resultantes en las sensaciones de tus dedos, lo que te da la impresión de tener toda la armónica en tu mano.

Extendiéndose al dominio de la visión, esta analogía sugiere cómo sería posible tener la sensación distintiva de ver objetos y escenas enteras, aunque sólo una pequeña parte de la escena esté realmente disponible para el procesamiento visual en un momento dado. La impresión de ver todo lo que hay que ver en el campo visual es entonces una especie de ilusión…

Es algo parecido a la luz del refrigerador.

La luz parece estar siempre encendida: abres la puerta y la luz está encendida. Lo cierras. Rápidamente vuelves a abrir la puerta para comprobar: sí… la luz sigue encendida. Tienes la ilusión de que la luz está encendida todo el tiempo, pero necesitas seguir comprobando para convencerte de ello.

Permítanme pasar a mostrar algunas de las consecuencias de esta forma de pensar respecto a la percepción de las escenas.

Esta imagen muestra el camino que tomó el ojo de un observador en busca de los grandes cambios que ocurrían cada vez que parpadeaba.

A continuación se muestra un ejemplo del camino recorrido por los ojos en otra imagen.

Este camino corresponde a unos pocos segundos de exploración, y se podría pensar que dado que el espectador busca activamente un cambio, miraría la imagen de una manera bastante sistemática, abarcando todos los elementos de la figura. Pero si observas lo que hizo el observador durante las siguientes decenas de segundos, esto es lo que encontrarás.

Parece como si el espectador simplemente estuviera caminando en círculos. De hecho este tipo de comportamiento es típico de lo que hace la gente cuando mira imágenes. Sólo un número muy limitado de posiciones se fijan directamente con los ojos y se fijan repetidamente. ¿Por qué ocurre esto?

Desde el punto de vista del mundo como memoria externa que aquí esbozo, esto se puede explicar. Podría ser que ver una imagen no sea acumular información en una representación interna, sino comprobar si tienes acceso a las cosas que representa la imagen. Si crees que la imagen trata sobre una pareja cenando, entonces ver la imagen implica asegurarte de que las cosas de las que crees que debería tratar la imagen realmente están ahí. Luego, el ojo girará en círculos para comprobarlo.

Continuidad

En un resumen hasta ahora, he sugerido la posibilidad de que la sensación que tenemos de ver todo en el campo visual no requiera que tengamos una representación interna de todo. Todo lo que necesita es acceso inmediato a la información del mundo externo, que actúa de manera similar a una ubicación de almacenamiento de memoria externa.

Pero se podría argumentar que todavía hay un problema. Consideremos nuevamente la comparación con la luz del refrigerador. Cuando miro el mundo, tengo una impresión muy diferente a la que tengo sobre la luz del refrigerador: tengo que seguir abriendo la puerta del refrigerador por sorpresa, y todavía me queda una pequeña duda sobre si la luz realmente permanece encendida todo el tiempo. Creo que está encendido continuamente, pero no lo veo encendido continuamente. Esto difiere del mundo real, donde tengo la impresión de ver de forma continua. ¿Por qué ocurre esto?

Creo que la respuesta tiene que ver con dos cosas. A uno lo llamo “corporeidad” y al otro “accesibilidad”.

La corporalidad es el hecho de que en la visión, las cosas que haces para adquirir información están muy relacionadas con acciones corporales mínimas o incluso inconscientes: el más mínimo movimiento de un músculo ocular te permite pasar de un punto de la escena a otro. Un pequeño movimiento de tu cabeza o de tu cuerpo cambia lo que ves.

En virtud de esta corporalidad, el mundo exterior está íntimamente ligado a ti, casi como si fuera parte de tu propio cuerpo. Sugiero que esto hace que la visión sea más real, más percibida y continua que la luz del refrigerador que no se mueve cuando te mueves alrededor de él.

Ahora déjame hablar de accesibilidad.

Todos sabemos que si de repente una luz parpadea en nuestro campo de visión, no podemos evitar mirarla inmediatamente. Esto se debe a que existen mecanismos en las primeras etapas del sistema visual diseñados para detectar transiciones rápidas en la luminancia local, que captan su atención sin falta. Los detectores de movimiento son ejemplos de tales detectores transitorios.

Podría ser que esta accesibilidad a eventos repentinos constituya un segundo factor que contribuya a la sensación de presencia ininterrumpida y continuidad de la estimulación visual. La accesibilidad hace que parezca que tenemos “marcadores” ininterrumpidos de todo lo que ocurre en el campo visual y nos da la ilusión de ver las cosas continuamente, porque si algo cambia se nos informa inmediatamente.

Desarrollos

Permítanme ahora hacer algunas observaciones sobre la forma de pensar que he esbozado aquí.

Según el concepto estándar, ver consiste en hacer una representación interna del mundo externo. Según el nuevo concepto, ver consiste en conocer las diferentes cosas que puedes hacer y conocer los cambios que estas cosas producirán en tu estimulación sensorial.

Aunque antinatural a primera vista, este nuevo concepto tiene una ventaja interesante: en la neurociencia actual, uno de los problemas que la gente está tratando de resolver es comprender cómo una entidad física como un cerebro puede dar lugar a algo como la sensación de ver, que es evidentemente no físico.

Es necesario postular algún mecanismo aún desconocido, misterioso y posiblemente incluso no físico, para infundir experiencia en el cerebro. Pero bajo este nuevo concepto, el problema desaparece porque la experiencia simplemente no está en el cerebro.

Está en la exploración y en conocer las cosas que cambiarán a medida que exploras. En lugar de que la función del cerebro sea generar la experiencia de ver, la función del cerebro es simplemente generar la actividad exploratoria que se esconde detrás del acto de ver y poseer el conocimiento de las posibilidades actuales para la acción que se esconde detrás del acto. de ver. Desaparece así el problema de encontrar un mecanismo para generar experiencia en el cerebro.

Pero todavía hay una objeción que puede preocuparle. Se podría decir, OK, ver es algo que hacemos… Veo la taza roja cuando continúo comprobando si tengo acceso a ella mediante los destellos de los movimientos de mis ojos. Pero ¿qué pasa cuando estoy mirando directamente a la taza roja? Ahora tengo estimulación roja en mi retina. Ahora seguramente debe haber algo que reciba la estimulación roja en mi retina y me haga experimentar enrojecimiento. Parece que volvemos a la situación de tener que explicar cómo la activación cerebral puede generar experiencia.

Pero me parece que es posible escapar incluso de la dificultad hacia la grosera sensación de enrojecimiento.

Considere mirar una hoja de papel roja. Dependiendo de cómo se gire el papel para que la luz reflejada sea luz solar amarillenta, claraboya azulada o luz incandescente rojiza, el espectro de luz que percibe el ojo es bastante diferente. Le sugiero que vea el papel en rojo cuando las leyes que obedecen los cambios en el espectro recibido son típicas del enrojecimiento. Entonces, el rojo no es un patrón de excitación causado por la luz entrante, sino el conocimiento sobre las leyes que obedece la excitación cuando se mueve el papel.

Otro hecho sobre el rojo tiene que ver con cómo el ojo detecta el color. En el centro de la retina, la información sobre el color está fácilmente disponible y se detecta mediante conos sensibles a la luz de longitudes de onda larga, media y corta, simbolizados por puntos de colores en la figura. Pero la densidad de los conos disminuye bastante rápidamente a medida que nos alejamos del centro de la retina, de modo que la naturaleza de la excitación neural que surge al mirar directamente una superficie roja es bastante diferente de la que se obtiene al mirar la superficie con ojos periféricos. Aquí hay muchos más fotorreceptores de bastón, simbolizados por puntos negros, que no son sensibles a diferentes colores. Sugiero que la cualidad del rojo no es sólo la combinación particular de estimulación de longitud de onda larga, media y corta, sino también la forma en que la excitación cambia a medida que mueves el ojo a través del objeto rojo y más allá.

Al igual que la experiencia de verlo todo, la experiencia de ver el rojo es también una especie de conocimiento: el conocimiento de que actualmente son aplicables las contingencias apropiadas entre la estimulación sensorial y las acciones motoras.

La noción de contingencia sensoriomotora puede generalizarse para cubrir no sólo la sensación de rojo sino, sospecho, todos los aspectos de la visión, tanto generales como particulares. Por ejemplo, el hecho de que la imagen retiniana esencialmente cese cuando parpadeamos, o cambie a formas que respetan la ley cuando movemos los ojos, o tenga un campo de flujo mayor o menor cuando movemos la cabeza de un lado a otro, son hechos sobre el descripción general.

Un hecho más específico, característico de las líneas rectas, por ejemplo, es el hecho de que cuando mueves los ojos a lo largo de ellas, no ocurre gran cosa con la estimulación sensorial, mientras que cuando mueves los ojos a lo largo de ellas, la estimulación sensorial cambia más drásticamente.

En resumen, la experiencia de ver puede derivar de estar familiarizado (en el sentido de que uno está familiarizado con la experiencia práctica) con una amplia variedad de contingencias sensoriomotoras relacionadas con la forma en que el aparato visual detecta el entorno. Podría ser que sintamos que estamos viendo este momento, en el que sabemos (de manera práctica) que todas estas contingencias son aplicables actualmente. La experiencia de ver no se generaría mediante la activación de un mecanismo cerebral. Estaría constituido por el conocimiento de que si haces ciertas cosas, sucederán ciertas cosas con estimulación sensorial.

No siempre ves lo que estás mirando.

Estas ideas tienen algunas consecuencias interesantes.

Permítanme volver al experimento en el que medimos los movimientos oculares mientras las personas buscaban cambios en las imágenes.

Observamos la probabilidad de descubrir el cambio en función de la posición de los ojos. Descubrimos, como era de esperar, que cuanto más lejos estaba el ojo del lugar del cambio, menos probabilidades había de descubrirlo. Puede ver esto por el hecho de que la línea del gráfico cae rápidamente a medida que avanzamos hacia la derecha, lo que corresponde a distancias mayores. No te preocupes por el hecho de que hay dos curvas, simplemente corresponden a dos tipos diferentes de cambios que utilizamos.

Pero en este gráfico se ve algo muy sorprendente. La probabilidad de detectar el cambio cuando lo miras directamente, en el punto más a la izquierda del gráfico, es inferior al 60%.

Es decir, en casi el 50% de los casos, cuando el ojo miraba directamente al cambio, ¡no se ve!

Este hecho es consistente con el enfoque que he estado proponiendo. Según él, cuando algo se proyecta en tu retina, o cuando tu sistema visual procesa algo, no necesariamente significa que lo ves. Ver sólo ocurre cuando ejercitas tu dominio de las contingencias sensoriomotoras asociadas con esa cosa, algo así como “manipularla” con tus ojos. Cuando miro un objeto, puedo ser consciente de cualquier número de sus aspectos: su color, su identidad, su fondo, su posición, etc. Yo diría que en realidad sólo se ve el aspecto que estoy comprobando en este momento. Así que los demás aspectos, incluso si se miran directamente, no se verán.

Las figuras ambiguas y la competencia de figuras y sus antecedentes proporcionan ejemplos que ilustran esto. Aquí, es posible que te estés fijando en la nariz blanca y no notes la nariz negra aunque esté en el mismo lugar.

Haines, del Centro de Investigación Ames de la NASA en California, informó sobre un hallazgo similar, bastante impactante. Hizo que pilotos de aerolíneas comerciales aterrizaran un 727 en un simulador de vuelo, utilizando una pantalla de ciertos instrumentos en el parabrisas. En algunas aproximaciones de aterrizaje, Haines de repente se superpuso a un pequeño avión estacionario justo en el medio de la pista. Esperaba que los pilotos abortaran sus aproximaciones de aterrizaje inmediatamente. Pero dos de los ocho pilotos simplemente aterrizaron tranquilamente y pasaron por encima del avión en el camino. Cuando les mostraron un video de lo que habían hecho, los pilotos quedaron impactados e incrédulos, y se dieron cuenta de que tal vez deberían abandonar el vuelo comercial.

Aquí hay otro ejemplo: puedes buscar minutos y seguir pensando que dice “La ilusión de ver”. Pero en realidad dice: “La ilusión de de ver”.

Arriba puede ver otro ejemplo en el que puede estar mirando directamente el cambio y no verlo. Esta imagen está cambiando. Excepto que está cambiando muy lentamente. El cambio es bastante grande: a ver si lo descubres. Dan Simons, de Harvard, también ha estado experimentando con cambios lentos como éste.

La cuestión es que ver es manipular mentalmente algún aspecto de la escena. Si ningún cambio visual llamativo atrae su atención o su atención hacia algún área de la imagen, no la verá y mucho menos notará que ha cambiado.

Estudios como estos son parte de una creciente literatura sobre lo que se llama ceguera por falta de atención: Ulrich Neisser fue uno de los primeros en investigar esto, pero Mack y Rock publicaron recientemente un libro sobre el tema. Dan Simons realizó recientemente algunos hermosos experimentos que demuestran que el ojo puede estar muy cerca de algo totalmente obvio en una imagen y aun así no verlo.

La energía nerviosa específica de Müller y la sustitución sensorial

Ahora me gustaría discutir otra consecuencia de lo que he estado diciendo, que se refiere a la calidad de las diferentes modalidades sensoriales.

Todo el mundo está de acuerdo en que la naturaleza cualitativa de la experiencia en una modalidad sensorial es muy diferente de la experiencia en otra modalidad: oír es muy diferente de ver, que es una sensación muy diferente del gusto o del tacto… La explicación de esto sigue siendo problemática desde Johannes Müller había sugerido a finales del siglo pasado que diferentes vías neuronales podían tener lo que él llamaba diferentes “energías nerviosas”.

Por otro lado, podría estar disponible un enfoque natural y fundamentado del problema si adoptamos la idea de que ver es una especie de conocimiento sobre lo que sucede cuando se hacen ciertas cosas. Conducir un automóvil es diferente a conducir un camión o andar en bicicleta porque implica hacer cosas diferentes. De manera similar, ver es una sensación diferente de oír, saborear o tocar, porque también implica hacer cosas diferentes.

Por ejemplo, sabemos que estamos viendo cuando sabemos que: si parpadeamos, la estimulación sensorial cambia drásticamente; si caminamos hacia adelante, hay un campo de visión en expansión; si movemos los ojos, hay un campo de visión de traducción; si tapamos los ojos con las manos el campo visual se oscurece; en cambio, si nos tapamos los oídos con las manos no pasa gran cosa.

Por otro lado, sabemos que estamos escuchando si: cuando parpadeamos o movemos los ojos no sucede gran cosa; si avanzamos la intensidad de la estimulación obedece a una ley del cuadrado inverso; si movemos la cabeza, la asincronía y el espectro de estimulación cambian de ciertas maneras características; si nos tapamos los ojos con las manos, no pasa gran cosa; si nos tapamos los oídos con las manos, la intensidad cambia de cierta manera.

Grados de sensación burda

He sugerido que, contrariamente a nuestras intuiciones, la memoria y la experiencia visual podrían ser, de hecho, el mismo tipo de cosas: ambas implican formas conocidas de llegar a la información: en un caso, la información está en el cerebro, en el otro. el otro caso es en el mundo exterior.

En el caso de la memoria verbal latina, por ejemplo, sé que puedo recordar la conjugación de un verbo en particular prestando atención a ese verbo. De manera similar, en el caso de ver, sé que puedo recuperar información sobre algún objeto en la escena prestándole atención.

La explicación de la diferencia en la calidad de la experiencia que obtenemos de nuestra memoria de los verbos latinos y la experiencia que obtenemos al ver podría deberse a la cantidad de corporalidad y accesibilidad involucradas.

La memoria de los verbos latinos no tiene corporalidad ni accesibilidad: no tiene corporalidad porque mis movimientos corporales no afectan la disponibilidad de los verbos latinos en mi memoria; y no hay accesibilidad porque los cambios en mi memoria no llaman mi atención; por ejemplo, si una palabra desaparece de mi memoria durante la noche, no sonará ninguna campana en mi mente para advertirme.

Ver en cambio implica mucha corporalidad y accesibilidad: el más mínimo movimiento de un músculo ocular cambia mi estimulación visual, y cualquier cambio en la estimulación me llama la atención.

Así vemos que la memoria y la visión se ubican en dos extremos de un continuo de corporalidad y accesibilidad. Como era de esperar entonces, la memoria no tiene nada de lo que una persona llamaría “sensación cruda”. La vista, por otro lado, tiene una sensación muy cruda.

Es interesante ahora pensar si existen casos intermedios.

Consideremos, por ejemplo, la experiencia de ser rico. Al igual que la visión, la riqueza es una forma de conocimiento sobre la accesibilidad. Sin embargo, tiene más corporalidad que la memoria de los verbos latinos porque la riqueza consiste en las expectativas de que cuando hago ciertas cosas con mi cuerpo, esperaré ciertos resultados. Por ejemplo, le pido al director del banco que me dé el dinero y lo hace. Pero las cosas que haces para obtener resultados son cosas que no están muy ligadas al más mínimo movimiento de tu cuerpo. Por tanto, no le daría una valoración demasiado alta a la corporalidad de la riqueza.

La riqueza, por otra parte, no es en absoluto “accesible”: a menos que tenga un gerente bancario o un contable particularmente concienzudo, cuando mi cuenta se está vaciando o el mercado está a la baja, nada me alertará de este hecho. Ninguna campana sonará en mi mente. Pero vemos que en la escala de sensación bruta, dado que tiene cierta corporalidad, la riqueza obtiene una puntuación más alta que los verbos latinos. Esto explica por qué la gente a veces dice: Me siento rico.

Ahora considere conducir un automóvil. Aquí la corporalidad es un poco más íntima que en la riqueza: un pequeño movimiento de mi pie en el acelerador o de mi mano en el volante tiene efectos en el coche y, por tanto, en la estimulación sensorial. Pero ¿qué pasa con la accesibilidad? Es cierto que mientras conduzco mi atención puede ser atraída automáticamente hacia varias cosas que suceden, pero nunca hacia la experiencia de conducción en sí. Entonces yo diría que conducir no tiene accesibilidad. Comparando con la riqueza y la memoria de los verbos en latín, vemos que debido a la extracorporalidad podría haber un poco más de “sensación” al conducir. Pienso de nuevo que esto corresponde a las intuiciones de la gente: hay algo así como una “sensación” al conducir un coche.

He de decir que encuentro muy prometedor este uso de los conceptos de corporalidad y accesibilidad para clasificar la cantidad de “sensación” que tiene un estado o actividad mental. Creo que puede haber una forma sencilla de ampliar este enfoque para incluir las emociones y el dolor.

Conclusión

En conclusión, entonces, el enfoque que consiste en adoptar la posición bastante contraintuitiva de decir que ver no es algo continuo, sino más bien una forma de conocimiento, como la memoria, fue inicialmente difícil de aceptar.

Nos llevó a postular que la impresión que tenemos de ver todo lo que hay en el campo visual es en realidad un tipo de ilusión, generada por la disponibilidad inmediata, ante un simple movimiento del ojo o de la atención, de información visual.

También nos llevó a postular que la impresión de continuidad de la visión también era una ilusión. Sugerí que los conceptos de encarnación y accesibilidad podrían responder por qué tenemos esta ilusión.

Ahora bien, este enfoque parece bastante difícil de aceptar al principio, pero tiene algunas ventajas muy interesantes.

El enfoque sitúa la experiencia en la exploración, más que en el cerebro. De esta manera evitamos el problema de tener que encontrar un mecanismo cerebral que genere la experiencia.

El enfoque explica de forma razonada las diferencias en las cualidades sensoriales de las diferentes formas sensoriales. No tuve tiempo de mencionar cómo ella explica la inefabilidad de las sensaciones.

Finalmente, el enfoque proporciona una buena clasificación de la fenomenología de ciertos estados mentales como la memoria, la riqueza y la sensación.

* Basado en una charla de JK O’Regan por A. Noë en ASSC Bruselas

https://web.archive.org/web/20071226201216/http://www.ceticismoaberto.com/ciencia/experienciacerebro.htm

Divulgación científica, Forteanismo, General

El misterio de las centellas (1503)

diciembre 30, 2024 luisrn Deja un comentario

El misterio de los rayos globulares

Los rayos globulares son un fenómeno meteorológico misterioso, poco conocido y difícil de observar cuya naturaleza aún no está clara para los científicos.

17 de abril de 2023

Joe Thomissen

Héctor Rodríguez Editor y periodista especializado en ciencia y naturaleza

¡Rayos y centellas! Seguramente hayas escuchado esta expresión en más de una ocasión. Sin embargo, también es posible que alguna vez te hayas parado a pensar en qué es una centella; una palabra cuyo concepto, pese a su familiaridad, resulta un poco abstracto.

Así, una centella es un modo coloquial de denominar a los que científicos conocen rayos globulares, relámpagos esféricos, rayos en bola o esferas luminosas. Se trata de un fenómeno meteorológico extraño y hasta ahora inexplicable descrito como un objeto luminiscente en el cielo, de naturaleza eléctrica, y que puede variar entre el tamaño de un guisante y varios metros de diámetro.

Estos fenómenos son más comunes en lugares húmedos y cercanos a grandes masas de agua, como las costas o las áreas de pantanos y humedales. Se han observado en muchas formas diferentes; algunos son pequeños y apenas visibles, mientras que otros pueden ser enormes y brillantes, y a menudo han sido descritos como bolas de fuego o de luz que parecen flotar en el aire.

¿Cómo se forman los rayos globulares?

Aunque se sabe muy poco acerca de cómo se forman los rayos globulares, se cree que pueden estar relacionados con los rayos normales. Por ejemplo, una hipótesis sobre su formación sugiere que los rayos globulares son una especie de “resquicio” de los rayos normales, formado cuando una carga eléctrica se acumula en la atmósfera y genera una bola de plasma.

Otras hipótesis de lo más variopintas relacionan los rayos globulares con el silicio vaporizado que puede elevarse a la atmósfera tras la caída de un rayo, la radiación de microondas, la formación de plasma, o como propuso el propio Nikola Tesla, con la formación de gas altamen1te enrarecido, es decir, regiones de gas a muy baja presión que dan lugar a un espacio casi vacío.

A pesar de todas las hipótesis propuestas y de los múltiples avistamientos registrados a lo largo de la historia, los rayos globulares son unos de los fenómenos meteorológicos más incomprendidos de la actualidad, por lo que los científicos continúan estudiándolos para entender mejor cómo se forman y cómo afectan a nuestro clima y nuestro mundo.

Es posible que algún día se descubra una explicación detallada de este fenómeno fascinante al que pilotos de todos los bandos durante la Segunda Guerra Mundial se refirieron como Foo Fighters, sin embargo, por el momento, los rayos globulares continúan siendo uno de los misterios más intrigantes de la meteorología.

https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/misterio-rayos-globulares_19781

Divulgación científica, General, Ovnis

Extraña nube con forma de ovni flota sobre Sídney, Australia

diciembre 25, 2024 luisrn Deja un comentario

Extraña nube con forma de ovni flota sobre Sídney, Australia

KameraOne Brasil

Este es el momento aterrador en el que una enorme nube lenticular se cernía sobre Sídney, Australia, el 17 de diciembre. Las nubes lenticulares son fenómenos meteorológicos conocidos por su forma de plato y apariencia suave. Esta nube dio a los residentes la impresión de que estaban viendo un ovni.

https://www.msn.com/pt-br/noticias/ciencia-e-tecnologia/nuvem-estranha-em-formato-de-ovni-paira-sobre-sydney-austr%C3%A1lia/vi-AA1wdILQ?cvid=EF972BE6B1AB48CB99923A458C5E8323&ocid=hpmsn

Nada de extraterrestres, sólo el clima: La impresionante nube “ovni” sobre Sídney

23 de diciembre de 2024

Tyler Hamilton Meteorólogo

La nube es un fenómeno meteorológico raro y fascinante

Espeluznante nube ovni avistada cerca de Sídney, ¿qué es en realidad?

¿Qué demonios está pasando en Australia? El 17 de diciembre, varias publicaciones virales en las redes sociales mostraron una extraña nube larga y tubular sobrevolando el océano Pacífico en Cronulla, un suburbio costero de Sídney. Su forma lisa y de otro mundo provocó comparaciones con una nave nodriza ovni.

Aunque algunos se apresuraron a lanzar teorías conspirativas, un análisis de las condiciones atmosféricas y de las imágenes de satélite desmiente cualquier explicación de otro mundo. La nube es, de hecho, una nube rollo, un fenómeno meteorológico raro y fascinante.

¿Qué es una nube rollo?

Una nube rollo forma parte de la familia de las nubes arcus, una pista clave que la diferencia de las nubes lenticulares estacionarias asociadas a las montañas.

Estas nubes son muy dinámicas y suelen formarse a lo largo del avance de los frentes meteorológicos. En esta tarde en particular, un frente frío que se aproximaba a Sídney trajo aire más frío que surgía bajo el aire cálido y húmedo del verano cerca de la superficie.

¿El resultado? Una nube rollo completamente separada de la capa de nubes primaria, que se ve rodando a lo largo del horizonte.

La ciencia detrás del espectáculo

Las imágenes por satélite ofrecieron una poderosa visión diagnóstica de la atmósfera, revelando patrones de ondas lineales que se extendían por la costa de Sídney.

Los datos de sondeo de la misma franja horaria confirmaron la presencia de fuertes vientos en niveles medios, inestabilidad y una inversión térmica, todos ellos ingredientes clave para la formación de nubes en rollo.

El frente frío actuó como desencadenante, donde el aire más frío se contrapone al aire más cálido, elevando la humedad en el aire hasta formar una nube horizontal.

Aunque no se trataba de un fenómeno extraterrestre, la nube alabeada constituyó una muestra extraordinaria de la meteorología en acción, en la que la ciencia de los cielos cobró vida de un modo memorable.

https://www.theweathernetwork.com/en/news/science/explainers/no-aliens-just-weather-the-stunning-ufo-cloud-over-sydney

Divulgación científica, General

El misterio de las centellas (1502)

diciembre 23, 2024 luisrn Deja un comentario

El misterio de las centellas (1502)

Rayo globular: uno de los fenómenos meteorológicos más extraños que se conocen

Hoy existe plena certeza sobre la veracidad del fenómeno que ha fascinado y confundido a los científicos durante siglos.

Representación de un rayo globular. Foto: iStock

22 de julio de 2024

Santiago Vargas

Como si se tratara de una escena sacada de una película de ciencia ficción, una esfera luminosa de color azul se aproxima al tejado de una casa, entra por la chimenea y desciende emitiendo un sonido electrizante. Dentro del salón, la esfera alcanza a un niño de tres años que estaba jugando, lanzándolo a un metro de distancia y dejándolo inconsciente.

Al examinarlo, los servicios médicos encontraron en su piel un patrón de lesiones ramificadas en forma de helecho, conocido como marcas de Lichtenberg, que se presentan en personas afectadas por impactos de rayos.

Este incidente tuvo lugar en México en 2017 y, afortunadamente, el niño sobrevivió. Sin embargo, no corrieron la misma suerte las víctimas de otro evento ocurrido en el mismo país décadas antes. En 1964, en unos populares baños turcos de Puebla, después de una tormenta eléctrica intensa, una esfera luminosa ingresó por la chimenea de la caldera y provocó una explosión que derrumbó muros y techos, sepultando a varias personas bajo escombros y causando quemaduras graves a otras debido a la ruptura de tuberías de agua caliente.

La causa detrás de estas aterradoras situaciones es el conocido como rayo globular, uno de los fenómenos meteorológicos más extraños que se conocen, y que hasta hace poco parecía ser solo una leyenda. Las esferas de luz aparecen en monumentos etruscos, o en los textos de Aristóteles y Lucrecio. Desde que el destacado astrónomo, matemático y físico francés François Arago abordó en profundidad el tema del rayo globular en 1838, este fenómeno sigue siendo un misterio. Más recientemente, otro reconocido científico, el físico atómico Niels Bohr, también se refiere a él en algunos de sus escritos.

En definitiva, hoy existe plena certeza sobre la veracidad del fenómeno que ha fascinado y confundido a los científicos durante siglos, y que ocurre en variadas situaciones. Puede aparecer en momentos cuando sucede una tormenta eléctrica, de forma esférica y resplandor constante, moviéndose de forma horizontal cerca del suelo. Puede formarse dentro de habitaciones cerradas, y generalmente se desvanece de manera explosiva, pero también puede ser muy silencioso y dejar un olor característico a óxido nítrico, ozono o azufre.

Solemos creer que, debido a su repetitividad, los fenómenos naturales deben haber sido completamente explicados por la ciencia hace mucho tiempo. Sin embargo, esto no es necesariamente cierto y hay algunos que mantienen un toque de misterio que futuras investigaciones se encargarán de desvelar. Foto:iStock

A pesar de las numerosas teorías propuestas para explicar su formación, ninguna ha sido aceptada de manera concluyente. En 2012, un equipo de investigadores observó un rayo globular de cinco metros de diámetro durante una tormenta en China, que se desplazó unos quince metros en aproximadamente dos segundos antes de desintegrarse.

Este rayo contenía elementos presentes en el suelo, como silicio, hierro y calcio, respaldando la teoría que sugiere que el calor de un rayo vaporiza la sílice del suelo, y una onda de choque proyecta este vapor hacia arriba. Si hay carbono presente, roba oxígeno del óxido de silicio, formando una nube de silicio puro que se oxida rápidamente, produciendo el brillo del rayo globular.

Aún falta determinar si esta explicación puede abarcar la amplia gama de rayos globulares que se han documentado, como el que se cree, causó la muerte al científico ruso Georg Richman en 1711, cuando se encontraba experimentando durante una tormenta eléctrica, y fue alcanzado en la cabeza por una esfera luminosa que lo dejó en el suelo desvanecido, siendo la primera persona en la historia, que sepamos, murió realizando un experimento con electricidad.

SANTIAGO VARGAS

Ph. D. en Astrofísica

Observatorio Astronómico de la Universidad Nacional

https://www.eltiempo.com/vida/ciencia/historias-del-cosmos-el-misterioso-rayo-globular-3364631