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Ruido en física :: Peter Hänggi

Los estudios sobre los procesos azarosos, una de las corrientes más innovadoras en física, están revelando que el ruido se puede gobernar y utilizar en nuestro beneficio. Peter Hänggi, un suizo nacido en 1950 y que enseña en la universidad alemana de Augsburg, donde ejerce como uno de los principales expertos mundiales en la materia, lo explicó a su paso por España para ser investido doctor honoris causa por la Universidad de Barcelona.

Pregunta. ¿Qué es el ruido en física?

Respuesta. Piense usted en el rugido de las cataratas, en ese abrumador sonido que nos rodea cuando estamos cerca de una de ellas. Ese ruido es una señal de valor indeterminado que aparece en un sistema; en el caso de la catarata, es un efecto colateral provocado por el agua en su caída. Solemos hablar de ruido acústico, pero hay ruido en todos los sistemas físicos, porque es una manifestación del azar o desorden inherente a la naturaleza molecular de la materia. Aparece en muchos sistemas físicos, ya sean mecánicos, eléctricos u ópticos.

P. ¿Entonces, el ruido sirve para algo?

R. La visión de que el ruido es marginal está empezando a ser desterrada por el estudio de los fenómenos de resonancia azarosa, campo en el que trabajo. Siempre y cuando se module en cantidades adecuadas, el ruido puede jugar un papel constructivo allí donde aparece, ya sea generado en el propio sistema como consecuencia del caos molecular (ruido térmico) o introducido por una fuente externa, por ejemplo, por vibraciones mecánicas. Creemos que el ruido dará lugar a tecnologías muy útiles.

P. ¿Cómo se maneja el ruido?

R. El introducir una apropiada dosis de ruido en un sistema puede ayudar a mejorar la transferencia de la información en él, al actuar como un amplificador de sus señales. Esto puede ser aplicable a nuestro propio sistema neuronal. Cuando a un paciente con mala circulación sanguínea se le pone un guante en una mano y siente un alivio, se le transmite una cantidad de calor aleatoria, indeterminada, que mejora el funcionamiento de su sistema neuronal en esa zona del cuerpo. Muchos casos de degeneración tienen su origen en un peor funcionamiento de las neuronas a la hora de procesar las señales del cerebro: pierden la frecuencia adecuada para transmitirse, algo así como cuando dejamos de oír la radio del coche porque la señal deja de llegarnos, aunque se siga emitiendo en su lugar de origen. Una bailarina de 70 años no consigue enviar a su cuerpo las instrucciones para ejecutar determinados movimientos, aunque las conozca igual que cuando tenía 15 años. Pensamos que, si se añadiese una cantidad determinada de ruido, podría conseguirse una mejor amplificación de la señal cerebral. El ruido nos hace más sensibles, físicamente hablando.

P. ¿Los seres vivos necesitamos del ruido?

R. Vivimos en un estado que oscila entre el on y el off: necesitamos comer cada mañana para desencadenar las reacciones químicas que evitan que nuestro cuerpo se apague, y eso es algo así como la instalación eléctrica de nuestro cuerpo, la factura de la luz que debe pagar nuestro organismo. La materia viva oscila permanentemente entre el encendido y el apagado gracias a los motores moleculares, proteínas que transportan una cierta carga a células vivas. En ese proceso, el ruido puede dar lugar a comportamientos ordenados en los seres vivos.

P. ¿Puede ser emulado ese funcionamiento por la tecnología?

R. Basándonos en él, podemos avanzar mucho en la manipulación de pequeñas partículas con carga eléctrica, en electrónica molecular. Yo propuse el concepto de micromáquinas mesoscópi-cas (es decir, formadas por unos pocos átomos) que funcionan a expensas de las fluctuaciones térmicas: aplican el ruido térmico para obtener movimientos dirigidos de partículas, independientemente del voltaje utilizado. A estas micromáquinas las denominé motores brownianos, llamados así porque fue el botánico inglés del siglo XIX Robert Brown quien observó por primera vez el movimiento de las partículas por efecto del calor. Es un fenómeno fácil de apreciar, por ejemplo, en las partículas de carbón caliente agitándose en una barbacoa.

P. ¿En qué áreas pueden utilizarse estos micromotores?

R. Lo que pretendemos es usar estos sistemas de bombeo de partículas para mejorar las propiedades de los materiales. Uno de sus campos de aplicación es la superconductividad de altas temperaturas. Se trata de eliminar algunos tipos de resistencias específicas mediante la aplicación de calor, que disminuye la resistencia al movimiento de las partículas y favorece así el aumento de la corriente.

P. ¿Pueden los fluidos ser también controlados así?

R. En efecto. Estoy trabajando con el grupo de física estadística de Miguel Rubí, de la Universidad de Barcelona, en el estudio de cómo estos movimientos de partículas se producen en los llamados microfluidos, a escalas muy pequeñas. Estamos comprobando que podremos mover fluidos aplicándoles ondas acústicas. Esto puede tener unas aplicaciones impresionantes: por ejemplo, en criminología. En un caso en el que la policía tenga muy pocas evidencias físicas, podrían obtenerse a partir de minúsculas sustancias encontradas en el lugar de un crimen que luego sean sometidas a reacciones químicas con microfluidos, de forma que revelen información de interés.

P. Algunos sectores han empezado a sacar partido a estos principios físicos.

R. Uno de los grandes usuarios es la industria cosmética, que investiga sobre las propiedades de los fluidos y de sus partículas en suspensión para mejorar las cualidades de diferentes productos. Trabajan mucho con los coloides, un tipo de nanopartículas que tiene la propiedad de pegarse. Todos utilizamos coloides diariamente: están presentes en emulsiones como la leche hidratante, en espumas como la del afeitado y en las pinturas del maquillaje o en los lápices de labios. La tecnología ya es capaz de determinar y alterar las propiedades de estos coloides mediante ondas acústicas utilizando los principios físicos que comentaba.

P. Tras recibir el honoris causa en Barcelona, le van a otorgar otro casi de inmediato en la Universidad de Kazán, en Rusia. ¿Se siente satisfecho?

R. Son una satisfacción, pero creo que no existe un reconocimiento social del papel del científico paralelo al reconocimiento académico. Trabajamos en lograr avances que tienen un gran impacto en la vida diaria de toda la sociedad. Fíjese: la investigación sobre nanopartículas acaba mejorando el maquillaje o el afeitado que usan millones de personas, pero éstas desconocen cómo se han conseguido los productos. Somos los ronaldinhos de la ciencia, pero no hace falta que le diga que el dinero que tenemos para nuestras investigaciones no es ni de lejos el que se paga a un futbolista de élite.

JOSÉ ÁNGEL MARTOS. El País (12/04/2006).

COLORED NOISE IN DYNAMICAL SYSTEMS (Peter Häggi and Peter Jung) :: [pdf]

PANDORA

Pandora es una luna de Saturno, en realidad, de uno de sus anillos exteriores, el anillo F. Fue descubierta en fotografías de Saturno tomadas por el Voyager 1 en los años 80. La imagen que aparece aquí es de hace una semana (16 de noviembre) y fue tomada por la sonda Cassini-Huygens.

En la mitología griega Pandora (que significa “llena de virtudes”) es famosa por haber abierto una caja que contenía todas las desgracias que afligen a la humanidad. Al parecer la caja no la abrió ella, la abrió Epimeteo el hermano de Prometeo. La historia es un poco larga, trataré de resumirla. Prometeo era un Titán especialmente ingenioso, consiguió formar un hombre de barro y comunicarle vida. Esto, a Júpiter no le hizo ninguna gracia y ordenó a Vulcano que formara, a su vez, una mujer y la diera a Prometeo por esposa. Esta mujer, que fue la primera que existió sobre la Tierra, era Pandora. Los Dioses colmaron de dones a Pandora: Minerva le concedió la sabiduría, Mercurio la elocuencia, Apolo el talento para la música y Júpiter añadió a todos estos presentes la famosa cajita, cuidadosamente cerrada, que Pandora debía ofrecer a su esposo como regalo de boda.

Prometeo no cayó en la trampa de Júpiter pero su hermano Epimeteo sí. La verdad es que la cosa no habría sido tan grave si este último hubiese andado con más cuidado y, haciendo caso de las advertencias de su hermano, no se hubiese acercado a la caja de Pandora. Por lo visto la humanidad no conoció tormento alguno hasta ese momento en que Epimeteo, vencido por la curiosidad abrió la caja misteriosa. La historia continúa y termina con Prometeo atado en la cima del monte Caúcaso con las tripas al aire y un buitre como compañero royéndole las entrañas durante treinta mil años...

En internet Pandora es un interesante artefacto creado por The Music Genome Project. Consiste en un reproductor de música que podemos personalizar añadiendo nuestros grupos favoritos, funciona como una emisora de radio. Tomando como referencia los grupos que hemos introducido, Pandora selecciona otros grupos afines que es probable que nos gusten. Es posible crear más de 100 emisoras. En todo momento se nos da la posibilidad de valorar la música que oímos. Al principio no siempre acierta pero mejora considerablemente cuanto más información añadimos.

Wave Of Mutilation

Pienso en la cita de Ben Gibbard aparecida en La Audición y el vislumbre sobre las bondades del pop... Estoy completamente de acuerdo con lo que dice. Efectivamente, el buen pop es algo maravilloso y muy agradable; aunque no siempre... Me explico. Digo que no siempre, porque yo a veces cuando escucho pop no puedo evitar ponerme un poco nervioso. No lo digo porque me irriten las melosas melodias o la extrema sofisticación de las canciones. No, no me malinterpreten. Adoro lo gratuito, adoro el exceso de unas composiciones que sólo buscan agradar. (¿Sólo? La verdad es que no es poco... siempre he pensado que el pop es a la música lo que la comedia al cine. Es una de las cosas más difíciles de hacer (bien) del mundo).

Pero bueno... me estoy yendo un poco por las ramas... A lo que iba. Yo lo que quería era contar por qué me entra cierto desasosiego cuando escucho pop. La historia es un poco larga; se remonta... ¡a mi más temprana adolescencia!

Era yo un joven imberbe y despreocupado, y dábase la circunstancia de que en mi casa un disco era un objeto absolutamente extraterrestre por lo que sentía yo una atracción morbosa por aquellos objetos de lujurioso vinilo negro. Lo más parecido a un disco que recuerdo haber visto en mi casa eran aquellos "singles sorpresa Fundador" y "Un rayo de Sol" de los Diablos. Bueno, pues llegó el día en que, tras mucho insistir, un amigo del instituto me dejó unos discos para que yo los escuchase. Eran tres, uno de Elvis, otro de los Beach Boys y otro de los Beatles. Todos de Greatets Hits. Nunca he podido darle las gracias, pero debo confesar que aquello cambió mi vida. El de Elvis, la verdad no conseguí escucharlo más de un par de veces pero los otros dos aún me los sé de memoria. El de los Beatles era el famoso álbum rojo. Me tenía obsesionado.

Poco a poco me fui haciendo con la colección completa... muy poco a poco. Tardé años en escucharlos todos. No los compré por orden cronológico (debería decir me los compraron). Después del rojo vino el azul y luego creo que A Hard Day’s Night, el Rubber Soul, Sargent Pepper, el Revolver y... el White Album! Y con este disco cambió todo. Mi imagen de los Fab Four se desdibujaba, el Revolver ya era un poco extraño pero éste, éste era un lío. Había un montón de cosas que no podía entender ¿Number 9, number 9,...?, Everybody’s Got Something to Hide Except Me and My Monkey(?)... Empecé a investigar... ¡y descubrí algo horrible!: Helter Skelter.

La noche del nueve de agosto de 1969 unos hippies siniestros teledirigidos por un tal Charles Manson entraron en una mansión de Cielo Drive en Beverly Hills y asesinaron brutalmente a todos los que se encontraban dentro. La inspiración para perpetrar semejante calmidad fue el White Album de los Beatles: fragmentos de las letras de algunas de las canciones del disco aparecieron pintadas con sangre en las paredes. Manson explicó que fue el mensaje contenido en Helter Skelter, el detonante de la sangrienta orgía. La victima más famosa fue Sharon Tate, entonces mujer de Roman Polanski, de quien esperaba un hijo. Todo esto me impresionó profundamente, hasta el punto de que durante mucho tiempo no puede escuchar la canción.

Más tarde decubrí que Helter Skelter, obra de Paul, nació de una apuesta con los Led Zeppelin, reconocidos adoradores del espiritista Aleister Crowley (cuando esas cosas se reconocían). Jimmy Page vivió en Boleskine House, la mansión de Crowley en el lago Ness, y es famoso el pacto que al parecer firmaron tres de los cuatro miembros de Led Zeppelin a cambio de ser "la banda más grande del mundo". Otro famoso colega satánico fue precisamente Polanski, autor, no lo olvidemos, de "La semilla del diablo", rodada en el edificio Dakota de Nueva York futuro hogar de otro Beatle, el beatle John, asesinado en 1980... allí mismo.

Pero eso no es todo... La relación entre Manson y los Beatles era aterradora pero al fin y al cabo bastante indirecta. Existía aún una conexión más profunda entre los más macabros crímenes y el pop más dulce y melódico: la conexión con los Beach Boys. Un soleado día de agosto de 1968 como otro cualquiera, el bueno de Dennis Wilson se paseaba con su descapotable cuando vió a unas señoritas haciendo autostop. Como era la costumbre, se paró a recogerlas, y de repente, de detrás de un arbusto, igual que en las películas, salió Manson. Se montaron todos en el coche y se fueron a casa de Terry Melcher amigo de Wilson, productor e hijo de Doris Day. Manson resultó ser un tipo muy simpático y además también era músico. Wilson y él se hicieron muy amigos. En 1968 los Beach Boys llegaron a grabar un tema, 20/20, con letra de Manson que por aquel entonces ya vivía en casa de Wilson con toda su "Familia". Terrry Melcher, productor de mucho éxito en aquel momento(entre sus trabajos se contaba "Turn, Turn, Turn" de los Byrds) accedió debido a la insistencia de Wilson a hacer una audición a Manson. Lo rechazó. Justo despues de la audición se fue a Malibú de vacaciones y alquiló su casa de Cielo Drive a Polanski quien marchó a Europa y dejó allí a su mujer embarazada con unos amigos...

Por si fuera poco, otro personaje siniestro se cruza en la historia del pop y éste no es de los secundarios. Su historia es la historia del pop: es Phil Spector. Terminan los sesenta, los Beatles se separan y hay que editar el Let it Be, los restos de un documental sobre la gestación de un disco del mítico cuarteto de Liverpool. John se acuerda de su héroe de juventud, del hombre que creó el hit pop y el muro de sonido, y lo llama para poner un poco de orden en todo ese montón de cintas. John Lennon quedó tan contento con el resultado que siguió trabajando con Phil en sus siguientes discos en solitario. Pero las cosas empezaron a estropearse un poquito cuando Spector dejó de disimular su costumbre de llevar un revolver en el estudio y se dedicó a apuntar con él a Lennon cuando la toma no le satisfacía (al menos eso cuentan los Ramones que también tuvieron el placer de trabajar con él). Bueno, pues eso, que con el tiempo la relación se enfrió o se calentó, no sé... Lo último que se sabe de Spector es que está acusado por asesinato. Al parecer tuvo algo que ver con la muerte a tiros de Lana Clarkson, una actriz de pelis de serie B... Spector ha alegado trastorno bipolar.

Así que a veces cuando escucho pop se me ponen los pelos de punta. Desconcertante, ¿verdad? Con el tiempo le cogí el gusto a Number 9 y ya puedo escuchar Helter Skelter sin problemas. Más pop desconcertante (aunque nada macabro) en: www.thewhorishlust.tk

The Colors Of Noise

Los ruidos pueden clasificarse, como la luz, en función de las frecuencias que los componen. De acuerdo con esta clasificación podemos distinguir entre ruidos con distintos "colores". Así como la luz blanca contiene todas las longitudes de onda, el ruido blanco también. Bueno, en realidad la cosa es un poco más complicada con el sonido ya que en acústica la percepción del volumen (la amplitud del sonido) y su timbre (relacionado con las frecuencias que componen el sonido) es algo compleja. Cada uno de los distintos "colores sónicos" debe distinguirse en función de la relación existente entre las frecuencias que componen un determinado sonido y su volumen (que se mide en decibelios (dB)). Para aclaranos un poco y distinguir entre los famosos "ruido rosa" y "ruido blanco" nada mejor que el siguiente artículo en wikipedia: The Colors Of Noise, además incluye pequeñas muestras acústicas. Mi favorito es el ruido marrón.

Get ready for the era when collaboration replaces the corporation.

El pasado sábado (25/06/2005) visitó Arteleku (Donostia) Jimmy Wales, el creador y máximo responsable de Wikipedia. Explicó Wales cómo después de hacerse millonario en la bolsa se le ocurrió materializar su sueño de "construir" la enciclopedia más grande y libre del mundo.
Cualquiera puede añadir un artículo a la Wikipedia, todo el mundo puede revisar y corregir cualquiera de los más de 54000 que contiene (en castellano... en ingles, más de 613000). Al parecer esto no afecta a su calidad que es excelente. ¿Cómo es posible? ¿Cómo funciona Wikipedia?
En realidad ni el mismo Wales lo sabe demasiado bien, propuso dos modelos diferentes para explicar su funcionamiento. Uno basado en la emergencia de estructuras en sistemas autoorganizados de elementos sencillos y otro que suponía la existencia de un entramado social formado por comunidades de colaboradores. Según el segundo modelo, por el que se decantó Wales, aunque no existe (generalmente) nadie que decida si un artículo debe formar parte de la Wikipedia, sí existe cierto prestigio adquirido dentro del grupo que vela por la calidad de los trabajos.
Habló también de las herramientas de software abierto que se desarrollan desde wikipedia.org para generar estructuras wiki, de los wikibooks y mil cosas más. Para ternminar nos invitó a todos a colaborar.
Yo ya me he animado...

Blog de Jimmy Wales
En WIRED Magazin
Angela Beesley

Ideas sobre la complejidad del mundo...

Dos personas hablan por teléfono, y se citan. Una madre mira a su retoño, y le acaricia. Se apaga la vela, y la pupila del gato se dilata. Un pescador olfatea el horizonte, y decide no salir aquella manana. Son pacíficas escenas del mundo y, en ellas, un mismo fenómeno inconfundible. Es el movimiento de la información: el mensaje. Así es cómo los sistemas se perciben y se influyen mutuamente. Así cambia el mundo, así cambian las partes del mundo. Comprender el mundo, ya lo hemos dicho, acaso sólo sea comprender dos cosas: el cambio y la relación entre un todo y sus partes. [...]. Todo mensaje tiene en su fuente, antes de ser emitido, cierto valor de información. No hay mensaje que llegue íntegro a su destino. Así lo establece una primera ley de la naturaleza. El rincón más modesto del universo se ve permanentemente atravesado por mensajes que van y vienen de y a todas partes. Pero un ruido de fondo universal se empeña, también permanentemente, en deteriorar el contenido de tales mensajes. La información que, saliendo de un punto, no llega a otro, se llama el error entre ambos puntos. La información de una fuente es una propiedad exclusiva de la naturaleza de la fuente; el error, en cambio -y por lo tanto la información neta que arriba a cierto destino-, es una propiedad conjunta del sistema emisor, del medio propagador y del receptor.[...] Consideremos ahora el mundo dividido en dos partes. Una, finita, merecedora de nuestra atención e interés: es el sistema. Y otra, su complementaria mundial, su entorno. Elegir un sistema significa definir la frontera que le separa de su entorno. Se trata de una superficie real o ficticia, pero permeable en principio al paso de la información en sus dos sentidos: del sistema al entorno y del entorno al sistema.

Consideremos el sistema como fuente donde se origina un mensaje destinado al entorno. La cantidad de información contenida en la fuente depende de su diversidad potencial de comportamiento. Una piedra tiene, como tal menos estados accesibles que un árbol, un árbol menos que una lombriz, una lombriz menos que un mono, un mono menos que un hombre de las cavernas. Y está claro que el repertorio de un hombre de las cavernas es menor que uno de un ciudadano de la sociedad industrial. Es la complejidad del sistema, primera cantidad fundamental.

Dedicado a Ion...ánimo con Turing!!

Texto: “Ideas sobre la complejidad del mundo” Jorge WagensbergTusquets Ed. Barcelona 2003.
Foto: Gaspar Sánchez

Los misterios de Le Sun Ra

Desde Saturno recibimos la orden. El mensaje aún no está claro, aún no ha llegado a todos. Ellos van a destruir el universo. INTERPLANETARY MUSIC, el faro sideral, debe transmitir sin descanso las enseñanzas del maestro, sus palabras:

“La era espacial no puede evitarse y la MÚSICA ESPACIAL es la clave para entender el significado de lo IMPOSIBLE y cualquier otro enigma”

En nuestro número inaugural -no podía ser de otra manera- Le Sun Ra tomará la palabra. Viajaremos a agosto de 1990, a las páginas de The Wire. Allí la palabra fue revelada a Graham Lock, el mito desvelado, la luz...algo más grande que la VERDAD. Próximamente…

Orquestas de Free jazz por Roberto Mallo García

Roberto Mallo García está trabajando en la traducción del artículo 'Free Jazz Orchestras' que apareció en él fanzine electrónico Perfect Sound Forever. El artículo se centra en tres de los diversos intentos de llevar el formato orquesta al free jazz. Esperamos ansiosos...

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LOS DIEZ MEJORES DEL FREE JAZZ UNDERGROUND

Cuentan que Thuston Moore y su colega Lee Ranaldo son capaces de superar el blindfold test sin pestañear... En el n#0 de INTERPLANETARY MUSIC Mr.Moore nos recomendará sus 10 discos favoritos del Free Jazz Underground. Esta lista publicada en los años 90 por Grand Royale Magazine, aparecerá ahora por primera vez en español. Podremos no estar de acuerdo...pero su valor es incuestionable. Comming soon...la traducción de la célebre lista.

Instrumentos musicales

¿Qué es esto?...¿una radio, un mueble bar del espacio exterior?...Parece un instrumento musical digno de los habitantes de Saturno. Y ¿cómo pudo llegar hasta nosotros? ¿Lo olvidaron aquí los extraterrestres que recogieron al gran Sun Ra hace ya más de una década? Todas estas incógnitas y muchas más quedarán despejadas en el primer número de Interplanetary Music...

ENTREVISTA CON DIANA PÉREZ CUSTODIO

Confirmado!! Ya tenemos entrevista en exclusiva para Int.Music#0. La compositora de música electroacústica Diana Pérez Custodio (en la foto) responderá a las preguntas de Carmen Flores(desde Granada)...