¿Por qué para los científicos, tener potencia es durar poco?

En todos los campos de la vida es importante tener mucha potencia, pero en el ámbito científico es importante que el tiempo sea breve. Aquí explicaremos esta idea y mostraremos las tecnologías más potentes con que cuentan los laboratorios.

Coloquialmente, la gente se refiere a muchos terminos cienficos de un modo que no tiene nada que ver con la definicion de la palabra. Por ejemplo, las palabras: fuerza, energia y potencia las utiliza la gente como una misma idea; como sinomos de las palabras: vigor y briosidad. En el habla cotidiana estas referencias son adecuadas, pero son inexactas. En particular potencia tiene una conotacion bien delimitada.

En terminos cientificos, la potencia se refiere a la cantidad de trabajo desarrollado por un cuerpo (una caja, un planeta, un atomo, etc) en un lapso.

Donde P es la potencia E es el trabajo realizado y el tiempo trascurrido es t. Escribimos con la letra E al trabajo porque este es tambien la energia; es decir el trabajo puede ser energia cinetica, energia potencial o la suma de todas las energias. El concepto de energía no toma en cuenta el tiempo trascurrido, la potencia si lo hace. Entonces la energia es a la potencia, como el desplazamiento a la velocidad. Cuando la energia varia en tiempo esta simple expresion requiere que se sumen secciones donde se pueda considerar constante el trabajo, es decir, se recurre a la integral.

Después de revisar las bases del concepto de potencia, observamos que en la anterior fórmula, el trabajo se presenta unicamente mientras se desarrolla el proceso. Podemos tener dos procesos donde el cambio de energía sea igual, en otras palabras, dos fenómenos donde el estado de energia incial es igual al estado de energia final, pero difieren en el tiempo que necesitan para producirse. Uno es lento, el tiempo es grande, por lo cual su potencia es pequenna; mientras que el otro es muy rápido, el tiempo es infimo, por lo cual su potencia es alta.

En nuestra cultura occidental moderna, encontramos muchos ejemplos de máquinas que relizan trabajo en tiempos bien determinados. Por ejemplo, los láseres de alta potencia son capaces de entregar rapidamente paquetes de energia sobre materiales, y con ello podemos cortarlos, soldarlos, crear reacciones quimicas en ellos (como en la ablación láser), entre otros efectos importantes para la industria y la investigacion. El láser que ostenta el titulo del mas potente laser Nova , del laboratorio Lawrence Livermoore (U.S.A.), este aparato es capaz de entregar varios miles de joules (la unidad MKS de la energia) en menos de un par de microsegundos; el laser es tan potente que cuando se enfoca en una superficie, por unos cuantos segundos, el material alcaza temperaturas cercanas a la superficie del Sol, Eso si es potencia!.

En resumen, en el habla comun las palabras cienficas pueden tener otros significados; la potencia se relaciona con el vigor y deseo sexual (donde es importante contar con tiempos prolongados), Sin embargo, en la ciencia, la potencia alta requiere que el proceso dure poco, mientras menos dure mas potencia. La potencia en fisica, no es la potencia fisica que aclama darla pastillita azul.

Preguntas para pensar:

¿Qué otros conceptos de la ciencia tienen un significado diferente en habla normal?

Aparte de la fisica, ¿hay ejemplos en otras ciencias?

Links:
Cómo se hace café instantáneo con un láser de alta potencia.

¿Un láser de alta potencia puede cortar una pizza, pero no encender un cerrillo?

Imagen tomada de firevolution