“La física a les nostres vides”

Postgrau en Criminalística, Infoanàlisi i

Ciències Forenses

Sergi Sangenís Vidal

Roser Feliu Latorre

1

Introducció

Qui més qui menys, tothom acaba essent conscient de la importància de les

ciències a la nostra vida: les matemàtiques ens ajuden a calcular el nostre sou,

a saber quin suavitzant surt més barat o a quant equival el preu, en euros, de la

càmera de fotos que fa temps que miro en una web xinesa. Entendre la biologia

ens permet saber perquè ens refredem, perquè una ferida en una artèria és

pitjor que en una vena o com per fer-ho per acabar amb la plaga de pugó del

meu jardí. La química ens diu durant quants dies haig de poder prendre un

antibiòtic o què passa quan barregem un “Mentos” amb Coca-Cola. I així

gairebé per totes les ciències.

L’única excepció és potser, però, la física. Quan ens plantegen en què ens

ajuda la física a la nostra vida diària la majoria ens quedem força en blanc: si

vam poder estudiar, pensem en la física que vam rebre a batxillerat (o potser

els més grandets a B.U.P i C.O.U o fins i tot a batxillerat; i ens imaginem

calculant trens que van amunt i avall o dibuixant fletxes que marquen com

funciona la gravetat i la normal o com gira l’eix de la terra. Potser algú amb més

interès parlarà del CERN o, potser per proximitat, el sincotró Alba. Però pocs

sabem realment la utilitat de la física i per això es va crear aquesta exposició

amb el suport del Govern de l’Estat Espanyol, el CSIC (Centre Superior

Investigacions Científiques), CPAN (Centre Nacional de Física de les

Partícules, Astropartícules i Nanopartícules) i altres organismes científics.

2

Física de què....?

Aquesta és la pregunta que ens fem la majoria quan algú ens parla d’alguna

branca de la física. Per no perdre’ns hauríem de tenir en compte la distinció:

- La física de les partícules: estudia els components elementals de la

matèria i les seves interaccions.

- La física de les astropartícules: procedeix de la interacció entre la física

de partícules, la cosmologia i l’astronomia i estudia les partícules

procedents de l’Univers per ajudar-nos a entendre’n la seva composició i

organització.

- La física nuclear: estudia l’estructura dels nuclis atòmics que contenen

gairebé la totalitat de la matèria que ens composa i on es produeixen les

reaccions nuclears que, per exemple, fan brillar el sol.

En què ens ajuda la física?

Un cop sabem la distinció entre les diferents branques de la física sobre les que

tracta l’exposició podem descobrir quines utilitats té la física a les nostres vides:

En medicina

- Investigació per a la instrumentació mèdica: Els estudis de física nuclear i

física de partícules permeten desenvolupar noves tècniques de diagnòstic i

tractament de diferents malalties: des dels raigs X, descoberts el 1895, fins

als acceleradors de partícules per a radioteràpia que s’utilitzen a l’actualitat

passant per l’omnipresent T.A.C al qual, per desgràcia, la majoria de

nosaltres hem hagut de passar.

3

- Radioteràpia: la radioteràpia, per si sola o en combinació amb altres

tractaments com la quimioteràpia, serveix per ajudar a vèncer el càncer.

Per fer-ho, les radiacions ionitzants actuen sobre el tumor, minimitzant el

dany al teixit sa i equips multidisciplinaris estudien com ha de ser el

tractament, quins efectes té i com s’han de personalitzar per a cada

pacient.

- Teràpia de partícules: les partícules més pesades com els protons

permeten tractar de manera més efectiva els tumors més ben localitzats,

propers a òrgans vitals o bé en el cas de nens. En el món només hi ha

50 instal·lacions que ofereixen aquesta teràpia i una d’elles es troba a

València, al Institut de Física Mèdica (IFIMED).

Un exemple de l’equipament utilitzat en el tractament del càncer mitjançant la teràpia

de partícules (també anomenada “el raig més potent contra el càncer”).

- La tècnica P.E.T (Tomografia per emissió de Positrons) permet obtenir

imatges de diferents òrgans i del funcionament del cos humà. Aquestes

imatges resulten vitals pel diagnòstic de malalties cardiovasculars,

càncer, Alzheimer o Parkinson.

4

Un exemple de la tècnica P.E.T per al diagnòstic de diverses malalties.

En Art i Patrimoni

Més enllà de les utilitats de la física en medicina també ho és per a la

conservació del Patrimoni històric i artístic. Una de les tècniques més

conegudes és la Espectrometria de Masses amb Acceleradors (AMS) ja que

requereix poc material, no és destructiva i permet l’ús del Carboni 14 per poder

conèixer l’antiguitat. Cal dir que aquesta tècnica es pot aplicar en objectes

d’una naturalesa molt diferent: pigments, vidres, metalls, ceràmica, paper o fins

i tot ossos, que, com a criminalistes, potser serà el nostre requeriment més

habitual.

SANGENÍS, Sergi; FELIU, Roser (2015): "La física a les nostres vides”, activitat ECTS, D.P.

Criminalista, Universitat Autònoma de Barcelona

5

Una antiguitat a la qual s’està aplicant la AMS.

En informació i comunicació:

- En la seguretat de la informació: en un món on la informació és poder,

cada vegada més s’han de desenvolupar sistemes perquè aquesta sigui

eficaç però, sobretot, segura. Un d’aquests és la utilització de fibra òptica

que fan servir, per exemple, algunes entitats financeres per l’encriptació

de la informació bancària. No ho sabíem però aquest sistema es basa en

l’estudi de la mecànica quàntica que ens permet entendre el

comportament de la matèria en les escales més petites que coneixem.

- En la comunicació: en el paràgraf anterior hem conegut la importància

d’obtenir informació i assegurar-la però també és fonamental poder-la

compartir. I, encara que no hi pensem, el naixement del World Wide

Web (WWW) va ser possible gràcies a què un investigador del CERN va

crear una plataforma que permetés compartir la informació entre els

companys i que, des del 1990, està a l’abast de tothom.

- En el GRID: aquest sistema permet distribuir, emmagatzemar i accedir

des de qualsevol part del món als resultats de diferents experiments que

6

no només són important per la física o l’astrofísica sinó també per la

biotecnologia, la química, la meteorologia, etc.

En aplicacions industrials:

Alguns estudis físics han permès millorar elements industrials com els raigs X

que s’utilitzen en els ports i aeroports per escanejar i controlar les mercaderies.

Aquests estudis també han servit per diferents indústries, com l’alimentària (per

saber la composició dels aliments o bé per esterilitzar els envasos que en

contenen) o, en la indústria químico-farmacèutica per a desenvolupar nous

fàrmacs.

7

Descobrir els enigmes de l’Univers:

- Neutrins: els neutrins són les partícules elementals de matèria més

lleugers que existeixen. El seu estudi ens pot donar informació sobre

com funciona l’Univers i respondre a preguntes com “D’on venim?” o

“Com és el Cosmos?”.

- El racó obscur de l’Univers: els planetes, les estrelles, les galàxies i

nosaltres mateixos som només un 5% de tot el que existeix en el

Cosmos. La resta, segons Albert Einstein, potser el físic més important

de tots els temps, són els racons obscurs de l’Univers formats per tot allò

que hi desconeixem. Aquesta teoria va ser confirmada, anys després,

pel descobriment de l’expansió accelerada de l’Univers.

En les energies del futur

- A Europa, la fusió dels nuclis d’urani induïda pels neutrons produeix un

15% de l’electricitat. L’estudi del funcionament dels reactors nuclears

permetrà crear noves fonts d’energia i millorar l’eliminació de residus

radioactius.

A l’imatge veiem un dels components d’investigació del CERN.

- En la creació de panells solars més eficaços: les noves tecnologies

permeten millorar l’aïllament de les càmeres de calor dels panells solars

reduint la pèrdua de calor i millorant la seva eficàcia.

8

Impacte econòmic:

Més enllà de la tecnologia i beneficis directes que genera la física també

provoca un important impacte econòmic. Sabeu que les investigacions basades

en ciències físiques comporten un 14% de l’economia a nivell europeu?

I quin paper hi té l’Estat Espanyol?

Finalment vam poder descobrir quina és la participació espanyola en els

experiments internacionals.

9

10

CONCLUSIONS

Després d’aquesta exposició ens hem adonat que havíem subestimat la física.

Tal com hem dit en la presentació sempre consideràvem les altres ciències

més aplicatives i deixàvem la protagonista d’aquest treball en un inmerescut

segon lloc, però després de veure l’exposició i, sobretot, d’adonar-nos com dos

pàmfils de les múltiples aplicacions que té, entenem millor com arriba a afectar

a la nostra vida.

Com a punt crític de l’exposició és que, tal com és obvi llegint els seus

promotors, creiem que s’intenta fer un gran esforç per situar a l’Estat Espanyol

com un dels països capdavanters en investigació, ciència i equipaments de tot

tipus (sobretot mèdics). La llàstima, però, és que ningú parla dels joves

investigadors que després de formar-se com a professionals però sobretot com

a persones en el nostre país, han de marxar a altres països perquè s’els

reconegui el fruit del seu esforç. Aquest és el cas de la millor amiga de la

Roser, llicenciada en Ciències Físiques que domina a la perfecció cinc idiomes

i té un màster de traducció científica que, des de fa tres mesos, ha anat a viure

a Suïssa per optar a una feina millor.

Finalment, doncs, veient com la Física intervé de forma molt activa en diferents

sectors (Medicina; Art i Patrimoni; Informació i Comunicació; Aplicacions

Industrials; Enigmes de l’Univers; Energies del futur; i econòmicament), seria

interessant que es destinessin molts més recursos per potenciar aquests

estudis, ja que d’aquesta manera podríem obtenir molts més beneficis, i aportar

noves oportunitats de treball.

Com a futurs criminalistes creiem que la Física té un gran potencial a l’hora

d’esbrinar certs delictes, ja que per exemple en el camp de l’Art i el Patrimoni

pot esbrinar quines mostres d’art són verdaderes o imitacions. D’aquesta

manera pot ocasionar un doble efecte positiu. Per una banda, detectar fraus, i

per altra banda, prevenir aquest tipus de delinqüència, ja que com bé defensa

la prevenció situacional, pot produir una prevenció d’aquests tipus de delicte.

En general, la prevenció situacional es nudreix de tres factors claus. Per una

banda hi ha l’infractor motivat. En segon lloc l’objecte adequat. Finalment, en

tercer lloc, és l’absència de vigilància. La combinació d’aquests tres factors,

segons la prevenció situacional, pot prevenir la delinqüència. D’aquesta

manera, La física pot inserir en l’objecte adequat, fent que ja no sigui tan

adequat, provocant així, que l’infractor desisteixi en cometre el delcite.

Així doncs, com a criminòlegs creiem que pot ser un efecte clau per prevenir

aquest tipus de delinqüència. Seria interessant seguir indagant sobre aquesta

problemàtica, realitzar possibles hipòtesis i investigar si es podria obtenir

resultats satisfactoris.