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El vino contiene una mezcla compleja de compuestos volátiles y aromáticos que determinan nuestra experiencia sensorial cuando lo bebemos. La forma del cuenco de la copa de vino puede influir en cómo se evaporan estos compuestos volátiles, lo que también afecta cómo experimentamos el vino.

Las copas de vino vienen en varias formas y se pueden agrupar en copas de vino tinto y blanco. Ahora bien, ¿alguna vez te has preguntado por qué las copas de vino tinto son más grandes y anchas, mientras que las copas de vino blanco son más pequeñas y estrechas?

Bueno, los conocedores del vino le dirán que el mismo vino servido en dos copas diferentes tendrá un sabor y un olor notablemente diferentes. Parece que las copas de vino no son copas cualquiera… aquí suceden más cosas de las que se ven a simple vista… o la lengua… o la nariz.

Diferentes copas para diferentes tipos de vino (Créditos: karandaev/Envato Elements)

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La copa de vino

Las copas de vino suelen tener tres partes:

• Una base o pie que mantiene el vaso en posición vertical.
• Un tallo largo y estrecho que mantiene la base separada del vino.
• Un cuenco encima en el que se vierte el vino.

La mayoría de las copas de vino pesan mucho en la parte superior, por lo que el pie es importante para mantener la copa estable. Una base más ancha significa que es menos probable que el vidrio se caiga.

El pie es donde sujetamos la copa y asegura que el calor de nuestro cuerpo no cambie la temperatura del vino en el cuenco. También mantiene nuestros olores corporales alejados del aroma del vino.

La forma y el tamaño del cuenco influyen en el aroma y sabor que percibimos.

Las copas de vino suelen ser muy finas (¡y se rompen con facilidad!). Un borde fino ayuda al bebedor a disfrutar mejor de los volátiles.

También hay disponibles copas de vino sin pie. En este caso, la forma del cuenco distingue una copa de vino tinto sin pie de una copa de vino blanco sin pie. Las copas de vino tinto sin pie son más grandes y tienen forma de cuenco abierto. Las copas de vino blanco sin pie son más estrechas y pequeñas.

Una copa de vino blanco es más estrecha que una copa de vino tinto (Créditos: anusorn_nakdee/Freepik)

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La experiencia del vino

Los vinos contienen una mezcla compleja de compuestos volátiles y aromáticos, que determinan nuestra experiencia sensorial. Cuando el vino, especialmente el vino tinto, entra en contacto con el aire, los compuestos volátiles se mezclan con el aire y se “abren”. Esto significa que la intensidad de los compuestos aromáticos se suaviza, por lo que cuando olfateamos el vino, experimentamos una agradable mezcla de diferentes aromas.

En general, los vinos tintos, especialmente los que tienen un alto contenido en taninos, conviene airearlos en la copa durante 15-20 minutos antes de beberlos.

Los volátiles aromáticos se acumulan en el centro de la copa, cerca del borde, permitiéndonos inhalarlos mientras bebemos el vino. Los vapores de etanol se alejan del borde para que podamos experimentar los aromas sin etanol. Tanto la temperatura como la forma del vaso influyen en esta experiencia sensorial.

Por ejemplo, los investigadores descubrieron que a 13°C, hay un contenido de alcohol menor en el centro del vaso que en el borde. De manera similar, cuando el vino se sirve a una temperatura más alta o en una copa que no es de vino, el vapor en forma de anillo no está presente.

¿Porque es esto importante?

Bueno, cuando se forma el vapor en forma de anillo, los amantes del vino experimentan el aroma del vino sin los vapores de etanol.

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Forma del cuenco

Diferentes tipos de copas y diferentes temperaturas pueden dar lugar a percepciones y experiencias completamente diferentes de un mismo vino. Por lo general, el vino tinto se sirve en una copa con un cuenco más grande y redondo que el vino blanco.

El vino tinto tiene más “cuerpo”, lo que significa que es más espeso y viscoso que el vino blanco. El vino tinto también tiene compuestos volátiles más complejos.

El cuenco más grande y redondeado asegura que el vino tenga más superficie en contacto con el aire, permitiendo que los sabores del vino tinto se abran. Con una superficie más visible, podemos ver la viscosidad del vino cuando giramos la copa. Al agitarlo también se pone más vino en contacto con el aire, lo que ayuda a abrir aún más el aroma. Un recipiente más grande significa más espacio para hacer girar el vino y más espacio encima del vino para que se acumulen los volátiles.

Cuando se agita el vino, los vapores de etanol se acumulan en el centro del vaso y los volátiles aromáticos se acumulan en la parte superior del recipiente para que podamos olerlos. Por eso el vino se vierte sólo hasta un tercio de la copa o hasta la parte más ancha de la copa, dejando un espacio ideal para que se acumulen los compuestos volátiles.

El vino tinto se vierte hasta la parte más ancha de la copa para que haya espacio para que se acumulen los compuestos volátiles (Créditos: KamranAydinov/Freepik)

No todas las copas de vino tinto son iguales

Existen distintos tipos de copas para distintos tipos de vino tinto.

Una copa de Burdeos es grande y tiene un cuenco en forma de tulipán. Hay un amplio espacio entre el vino y la nariz del bebedor. Como resultado, los vapores de etanol se escapan y el bebedor puede experimentar los compuestos aromáticos del vino con una mínima interferencia de los vapores de alcohol. Dado que la apertura es grande, el vino fluye por todo el paladar, lo que propicia una mejor experiencia de degustación. Las copas de Burdeos están destinadas a “vinos con mucho cuerpo y audazmente aromáticos elaborados con uvas como Cabernet Sauvignon, Merlot y Zinfandel”.

Diferentes tipos de copas para diferentes tipos de vinos tintos (Créditos: AlexStreln/Shutterstock)

Las copas de vino tinto de cuerpo medio son más pequeñas. Retienen algunos vapores de etanol y suavizan los sabores del vino. Son adecuados para vinos tintos más ligeros, como el Chianti.

Una copa de Borgoña tiene un cuenco más ancho que se estrecha en la parte superior, permitiendo así que los delicados vapores aromáticos se concentren en la parte superior. Este tipo de copa es adecuada para “vinos más delicados como el Pinot Noir porque resaltan sus aromas”.

El vino tinto se sirve a una temperatura de 12-18°C y es más adecuado para copas sin pie, ya que es probable que el calor corporal del bebedor caliente ligeramente el vino en la copa.

El vino blanco necesita menos aireación

Los vinos blancos tienen un aroma más sutil y necesitan menos aireación. Por lo tanto, las copas de vino blanco tienen forma de U y son verticales, con cuencos más pequeños y aberturas más estrechas. Como la copa es más estrecha, una mayor cantidad de vino se acerca a la nariz del bebedor, quien luego puede disfrutar de los sutiles volátiles.

Las copas de vino blanco vienen en dos tipos. Las copas para vinos con mucho cuerpo son más grandes y tienen aberturas más anchas (pero son más estrechas que las copas de vino tinto). Son adecuados para vinos como Chardonnays. Los vasos para vinos muy ácidos son más pequeños, lo que permite que el vino suba hasta la mitad del paladar, lo que realza las cualidades ácidas. Este tipo de copa es adecuada para vinos con bajo contenido de alcohol como el Sauvignon Blanc.

Las copas de vino blanco tienen forma de U y son verticales, con aberturas más estrechas (Créditos: pixel-shot.com/Freepik)

Las copas de vino blanco tienen un tallo más largo que las copas de vino tinto

El vino blanco se sirve a temperatura inferior a la ambiente (10-13°C). Tener un tallo largo asegura que haya más distancia entre la mano que sostiene la copa y el vino, por lo que el vino no se calienta con el calor corporal del bebedor.

Conclusión

La forma de una copa de vino, incluida la profundidad y la forma del cuenco, el grosor y el grosor de la copa, el ancho de la abertura y la longitud del tallo, afectan nuestra experiencia de beber vino. Para apreciar verdaderamente el complejo perfil aromático de los vinos elegidos, debemos servirlos en la copa adecuada y a la temperatura adecuada.

Referencias (haga clic para ampliar)

1. Los snobs del vino tienen razón: la forma del vaso afecta el sabor.
2. Arakawa, T., Iitani, K., Wang, X., Kajiro, T., Toma, K., Yano, K. y Mitsubayashi, K. (2015). Una cámara rastreadora para obtener imágenes de la vaporización del etanol del vino: el efecto de la forma de la copa de vino. El analista. Real Sociedad de Química (RSC).
3. Es sólo una copa de vino.
4. La diferencia entre copas de vino tinto y blanco.

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La fuerza débil (más fuerte que la gravedad) juega un papel vital a la hora de explicar los procesos que gobiernan el Universo a escala fundamental.

Una de las fuerzas más fuertes de la naturaleza, literalmente llamada “fuerza fuerte”, mantiene unido el Universo asegurándose de que los átomos no se separen unos de otros. A primera vista, las fuerzas fuertes y débiles pueden parecer polos opuestos, con efectos apenas perceptibles a escala macroscópica. Sin embargo, es a nivel atómico donde su influencia es innegable.

La fuerza fuerte mantiene la cohesión de los núcleos atómicos, un fenómeno de inmensa importancia en nuestro universo.

Sin embargo, en el intrincado reino de las partículas y las fuerzas, no se puede ignorar la influencia de la fuerza débil. Esta fuerza tiene un alcance extremadamente corto, incluso más corto que el tamaño de un nucleón, y su efecto disminuye rápidamente a medida que aumenta la distancia.

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¿Qué es la 'fuerza débil'?

La fuerza débil es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Es responsable de la desintegración radiactiva que se observa en los elementos radiactivos, donde un neutrón se desintegra en un protón, un electrón y un antineutrino. Esto se llama desintegración beta.

Este proceso implica la conversión de un quark down en un quark up, un cambio mediado por bosones. Los quarks y los bosones son partículas fundamentales que desempeñan papeles cruciales en el comportamiento de la materia y las fuerzas del Universo. Los quarks son los componentes básicos de los protones y neutrones, que componen el núcleo. Los bosones básicamente median las fuerzas fundamentales. Específicamente, los bosones W y Z facilitan la fuerza nuclear involucrada en la desintegración radiactiva.

Básicamente, la fuerza débil afecta a los componentes básicos de la materia (los quarks) que forman los protones y los neutrones. El equilibrio entre el número de protones y neutrones es fundamental en un núcleo.

Reacciones similares ocurren continuamente en el Sol y otras estrellas; de hecho, esto es lo que los hace brillar.

La fuerza débil, además de su papel en la desintegración beta, también participa en un proceso llamado captura de electrones. Ahí es donde el núcleo de un átomo atrapa un electrón en órbita en presencia de protones y neutrones, haciendo que un protón se transforme en un neutrón. Aunque esta acción incluye el intercambio de bosones (partículas que transportan la fuerza débil), demuestra la interacción entre las partículas materiales y estas partículas de bosones.

He aquí una forma divertida de pensarlo: imaginemos el átomo como una ciudad, con el núcleo como alcalde y el electrón como un turista itinerante. Si el mayor (núcleo) 'captura' al turista (electrón), puede transformar a uno de sus residentes locales (protón) en un tipo diferente de residente (neutrón). El proceso mediante el cual el alcalde interactúa con los turistas y residentes se ve facilitado por los “autobuses” (bosones).

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Perspectivas astrofísicas

En el núcleo de las estrellas prevalecen temperaturas y presiones extremas. Las reacciones nucleares que ocurren en un núcleo estelar están impulsadas por condiciones tan intensas debido a la fuerte fuerza observada entre las partículas subatómicas.

Ilustración del Sol (Créditos: Rashevskyi Viacheslav/Shutterstock)

Estas reacciones contribuyen a la nucleosíntesis estelar: la formación de elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio.

La reacción responsable de producir energía en estrellas como el Sol se llama reacción en cadena pp o reacción protón-protón. Cuatro protones se fusionan para formar un núcleo de helio, liberando energía en forma de calor y luz durante el proceso. Los neutrinos, llamados “partículas fantasmales”, no sólo son producto de la fuerza débil, sino que también pueden atravesar fácilmente los átomos sin interactuar realmente con ellos.

Estas partículas proporcionan información importante sobre los procesos internos de los cuerpos celestes. Como estas partículas subatómicas no interactúan con la materia circundante, son extremadamente valiosas para obtener información sobre el funcionamiento interno del Sol.

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¿Cómo se estudia realmente la fuerza débil?

Acelerador de partículas en el CERN

El avance tecnológico juega un papel importante en la adquisición de información sobre la fuerza débil. El estudio de la fuerza débil requiere experimentos y herramientas sofisticadas. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN es uno de esos instrumentos, que permite a los científicos recrear condiciones similares a las presentes justo después del Big Bang. Al colisionar partículas a altas velocidades, los investigadores pueden estudiar las partículas producidas y obtener información sobre las fuerzas fundamentales en juego, incluida la fuerza débil.

El descubrimiento del bosón de Higgs dentro del LHC fue un hito en la comprensión del papel de la fuerza débil. Esta partícula, asociada con el mecanismo por el cual las partículas ganan masa, proporcionó evidencia adicional para la teoría electrodébil, que unifica la fuerza débil con el electromagnetismo a altas energías.

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Unificación de fuerzas débiles y electromagnéticas.

Uno de los logros más notables en el ámbito de la física de partículas es la unificación de la fuerza débil y el electromagnetismo en un único marco teórico: la teoría electrodébil. La teoría electrodébil introduce el concepto de ruptura espontánea de simetría, explicando cómo los bosones W y Z, inicialmente pensados ​​como sin masa como los fotones, adquieren masa conservando las simetrías fundamentales de la fuerza débil y el electromagnetismo.

Resumiendo

En conclusión, la desintegración de partículas elementales inestables, como los mesones, esencialmente inicia la fusión nuclear que ocurre en los núcleos de las estrellas.

Si bien la fuerza nuclear débil puede no poseer la presencia de la fuerza fuerte, no se puede pasar por alto su importancia. Desde su papel en la desintegración beta y la producción de neutrinos hasta su influencia en la nucleosíntesis en las estrellas, la fuerza débil desempeña un papel fundamental en la configuración del cosmos.

A medida que nuestra comprensión se profundiza y la tecnología avanza, continuamos quitando las capas de esta fuerza sutil pero esencial, descubriendo los mecanismos que gobiernan el universo en sus escalas más pequeñas. Puede que la fuerza débil no acapare la atención de los amantes de lo cuántico, pero sus contribuciones son de extrema importancia para todas las ramas de la física.

Referencias (haga clic para ampliar)

1. Fabbri, L. (2011, 1 de julio). Del tensor de torsión de los espinores a las fuerzas débiles de los leptones. Revista Internacional de Física Teórica. Springer Science y Business Media LLC.
2. Fuerzas | Universo.
3. Fuerzas Fundamentales.
4. Howe, AR, Grohs, E. y Adams, FC (20 de septiembre de 2018). Procesos nucleares en otros universos: Variando la fuerza de la fuerza débil. Revisión física D. Sociedad Estadounidense de Física (APS).

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El JWST ya es famoso por acceder a información que antes no se podía obtener. Ahora ha conseguido determinar la temperatura de un exoplaneta. Los astrónomos consideran ampliamente al Telescopio Espacial James Webb (JWST) como el pináculo de los telescopios espaciales. El telescopio más grande y potente jamás lanzado al espacio, es el sucesor del Telescopio Espacial Hubble.

Muchos creen que con el JWST podremos observar regiones del universo más distantes que nunca. Se compone de varias cámaras y espectrómetros que pueden detectar radiación infrarroja. Algunos de estos instrumentos incluyen el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSPEC), el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) y la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam).

Los científicos esperan obtener información que nos ayude a determinar cómo era el universo primitivo, junto con la formación y evolución de las galaxias y el nacimiento de estrellas dentro de gas y polvo nebulosos.

Sin embargo, otra misión esencial del JWST es investigar las atmósferas de exoplanetas y determinar si los planetas observados tienen los ingredientes necesarios para albergar vida.

El 27 de marzo de 2023, el JWST logró medir la temperatura diurna de un exoplaneta rocoso, TRAPPIST-1 b. En este artículo veremos cómo el JWST logró esto.

Ilustración artística del planeta TRAPPIST-1 b, con un lado siempre mirando hacia su estrella madre. El JWST recientemente logró medir su temperatura (Créditos: Dotted Yeti/Shutterstock)

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Midiendo teóricamente la temperatura de un planeta

En teoría, podemos medir la temperatura de los cuerpos celestes mediante una ley llamada Ley de Stefan-Boltzmann. Esta ley relaciona la temperatura de un cuerpo con su flujo (una medida de cuánta luz emite).

Entonces, para calcular teóricamente la temperatura de un planeta, necesitamos encontrar el flujo de su estrella madre (que se puede medir), la distancia entre ese planeta y su estrella, y el “albedo” del planeta. El albedo es una cantidad que representa la fracción de la luz de las estrellas reflejada en un planeta.

Un planeta con un albedo de 1 (uno) reflejaría perfectamente toda la luz que incide sobre él, mientras que uno con un albedo de 0 (cero) absorbería toda la radiación que incide sobre él.

Este diagrama muestra cómo las nubes y la superficie de la Tierra reflejan y absorben la luz solar. El albedo explica la cantidad de luz solar que se refleja. (Créditos: ValentinaKru/Shutterstock)

Luego, los astrónomos determinan la temperatura del planeta utilizando el valor del albedo del planeta y el flujo total de su estrella anfitriona.

Este método de calcular la temperatura del planeta es un enfoque simple y bastante tosco, ya que no tiene en cuenta los procesos y mecanismos físicos internos de la atmósfera del planeta, como su redistribución del calor. Tampoco tiene en cuenta el hecho de que el lado cercano y lejano del planeta en relación con la estrella tendrán diferentes temperaturas.

Sin embargo, podemos desarrollar modelos que tengan en cuenta el efecto de la atmósfera en la redistribución del calor alrededor del planeta. Estos modelos también pueden explicar el impacto del bloqueo de las mareas, cuando un lado del planeta mira hacia la estrella para siempre, e incluso el color de la superficie del planeta (cuanto más oscura sea, más radiación del espacio será absorbida).

Lea también: ¿Cómo determinan los científicos la composición y la atmósfera de otros planetas?

Medición de la temperatura de un planeta mediante MIRI

El JWST consta de varias cámaras y espectrómetros a bordo. Utilizando el instrumento de infrarrojo medio (MIRI), que consta de una cámara y un espectrógrafo, se midió la temperatura diurna del planeta TRAPPIST-1 b.

Este es un modelo del Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) presente en el JWST (Créditos: Wikimedia Commons)

El MIRI realizó las observaciones fotométricas de TRAPPIST-1 b justo cuando comenzaba su eclipse secundario. Un eclipse secundario se refiere a cuando un exoplaneta comienza a ir detrás de su estrella anfitriona, visto por un observador como el JWST. El JWST tomó las observaciones utilizando el filtro F1500W del MIRI. Este filtro permite detectar radiación infrarroja de longitudes de onda particulares, como las que los científicos esperan ver en los exoplanetas.

Como TRAPPIST-1 b es un planeta, no emite luz propia. Sin embargo, brilla cuando se observa en el rango infrarrojo. El MIRI es, por tanto, una herramienta de observación ideal para exoplanetas. Al detectarlo en infrarrojos, podemos encontrar su flujo o brillo.

El MIRI, utilizando el filtro F1500W, observó TRAPPIST-1 b durante cinco instancias diferentes de observaciones secundarias. Los datos de observación consisten en la medición del brillo del planeta en radiación infrarroja. Luego, los científicos la reducen y optimizan mediante software y obtienen una “curva de luz” del exoplaneta.

Este diagrama da un ejemplo de una curva de luz. Este es el que se obtiene al observar el exoplaneta TRAPPIST-1 c, mientras sufre un eclipse secundario. (Créditos: Telescopio espacial James Webb de la NASA)

La curva de luz muestra cómo el flujo infrarrojo disminuye cuando comienza el eclipse secundario. Antes de que comience este eclipse, el JWST registra el brillo de la estrella TRAPPIST-1 y su exoplaneta TRAPPIST-1 b. Sin embargo, cuando el planeta comienza a moverse detrás de su estrella, queda oculto a la vista del telescopio. Se muestra como una ligera disminución en el brillo observado por el JWST. Esta reducción del brillo se produce como una pequeña caída en la curva de luz.

Para obtener la temperatura del planeta, los astrónomos primero miden esta disminución de brillo, también llamada profundidad del eclipse, utilizando la curva de luz del exoplaneta. Encuentran el flujo del planeta durante el día utilizando este valor de profundidad. Luego, los astrónomos utilizaron la ley de radiación de Planck para determinar la temperatura.

Utilizando este método, la temperatura diurna del exoplaneta TRAPPIST-1 b se estimó en alrededor de 503 K.

Lea también: ¿Por qué el telescopio espacial James Webb (JWST) ve el espacio en luz infrarroja?

Temperatura y atmósfera de TRAPPIST-1 B

Este diagrama ofrece una comparación de la temperatura de TRAPPIST-1 b medida con el JWST con la obtenida con modelos informáticos. También destaca la temperatura de la Tierra y Mercurio (Créditos: Telescopio espacial James Webb de la NASA)

Mientras tanto, los modelos informáticos muestran que si no tuviera una atmósfera con una distribución adecuada del calor, TRAPPIST-1 b tendría una temperatura ligeramente superior a 500 K. Sin embargo, si TRAPPIST-1 b tuviera una atmósfera que distribuyera el calor uniformemente, su temperatura diurna se acercaría a los 400 K.

La comparación de esos modelos parece implicar que TRAPPIST-1 b es más probablemente un planeta rocoso sin atmósfera. Si tuviera atmósfera, el calor se distribuiría uniformemente sobre ella, bajando su temperatura durante el día.

Esta hazaña del JWST es sólo el comienzo. Su capacidad para encontrar un eclipse secundario es en sí misma un logro enorme. Al medir la temperatura de un planeta, podemos descubrir si tiene atmósfera, lo cual es un paso esencial para determinar si un planeta podría albergar vida.

Lea también: ¿Cuál es la temperatura en el espacio exterior?

Con más observaciones de este tipo de otros planetas, aprenderemos más sobre las posibilidades de que la vida evolucione en otros planetas. Descubrir más sobre los orígenes de la vida es también una de las misiones de JWST. Los científicos esperan que esta nueva generación de observaciones pueda proporcionar más información sobre las propiedades de las atmósferas presentes en otros exoplanetas del cosmos.

Referencias (haga clic para ampliar)

1. Astronomía del Sistema Solar, Conferencia Número 8.
2. Telescopio espacial James Webb | Universidad de Arizona.
3. Instrumento de infrarrojo medio (MIRI): telescopio espacial James Webb.
4. Ciencia del telescopio espacial James Webb.
5. Webb de la NASA mide la temperatura de una roca….
6. TP Greene. (2023) [2303.14849] Emisión térmica desde el tamaño de la Tierra….