Descubriendo la luz: experimentos divertidos de óptica.

María Viñas Peña. Discovering Light Fun Experiments with Optics. Washington : Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC : International Society for Optics and Photonics, SPIE : Optical Society Foundation, OSA, 2021.

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La luz pone en conexión múltiples esferas del conocimiento del ser humano (física, química, biología, astronomía, ingeniería, arte?); además, los fenómenos ópticos y las tecnologías relacionadas con ellos están muy presentes en nuestra vida cotidiana. ¿Qué es la luz? ¿Qué hay detrás de sus diferentes manifestaciones? ¿Qué es un instrumento óptico? ¿En qué se parece el ojo a un instrumento óptico? ¿Cómo explicamos la visión humana? ¿En qué se basan las tecnologías ópticas que utilizamos cada día? ¿Dónde está la óptica en la naturaleza?

Este libro, escrito por un equipo de jóvenes científicos, pretende dar respuesta a estas y otras preguntas y acercar al lector al emocionante mundo de la óptica y la fotónica. Su propuesta divulgativa, dirigida al público general, pero con especial énfasis en los estudiantes de todos los niveles de Educación Secundaria, presenta una amplia variedad de experimentos relacionados con los distintos fenómenos e instrumentos ópticos, en el que se exponen con claridad los pasos a seguir. Todos ellos vienen precedidos de la explicación de los conceptos necesarios para su realización e interpretación, y acompañados de numerosas ilustraciones y curiosidades.

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Energía limpia, segura y eficiente.

José Manuel Serra Alfaro; Domingo Pérez Coll. Clean Safe and Efficient Energy. Madrid : Consejo Superior de Investigaciones Científicas, 2021. ( Libros Blancos. Desafíos Científicos 2030 del CSIC, vol. 8)

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La sociedad contemporánea está atravesando un periodo de transformación radical en la manera de satisfacer la creciente demanda de energía. El impacto medioambiental cada vez mayor de las fuentes convencionales de producción de energía (carbón, petróleo, gas, fisión nuclear…) y sus consecuencias en nuestras vidas está haciendo que la gente sea más consciente de la necesidad tanto de encontrar formas alternativas y limpias de obtener energía como de utilizar métodos más eficientes para gestionar los recursos existentes y sus emisiones.
En este sentido, la opinión pública de todo el mundo exige cada vez más soluciones para capturar o detener la generación de subproductos nocivos, como como los gases de efecto invernadero causantes del cambio climático, o los compuestos tóxicos que afectan cada vez más a los ecosistemas naturales y a la salud pública, como lo demuestra en el creciente número de enfermedades respiratorias en las poblaciones urbanas. Este cambio de percepción se refleja en la promoción de políticas de transición energética energética.

El impacto de la producción de energía mediante tecnologías convencionales sobre el medio ambiente y la salud humana ha promovido políticas de transición hacia un nuevo modelo para el sector energético. En este contexto, es fundamental identificar los retos clave que favorecen la implantación global de un sistema energético limpio, seguro y eficiente, centrado en las formas de producción y almacenamiento de la energía, y en la gestión de los recursos existentes y sus emisiones.

Inteligencia artificial, robótica y ciencia de los datos.

Sara Degli Esposti; Carles Sierra. Artificial Intelligence, Robotics & Data Science. Madrid : Consejo Superior de Investigaciones Científicas, 2021. (Libros Blancos. Desafíos Científicos 2030 del CSIC, vol. 11).

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El libro blanco del CSIC sobre Inteligencia Artificial, Robótica y Ciencia de Datos esboza una hoja de ruta preliminar para abordar los actuales retos de I+D asociados a las máquinas automatizadas y autónomas. En ocho capítulos se presentan más de 50 retos de investigación investigados en toda España por más de 150 expertos del CSIC.

• El capítulo uno introduce conceptos clave y aborda la cuestión de la integración del conocimiento (representación), el razonamiento y el aprendizaje en el diseño de entidades artificiales.
• El capítulo dos analiza los retos asociados al desarrollo de teorías -y tecnologías de apoyo- para modelar el comportamiento de los agentes autónomos. En concreto, presta atención a la interacción entre los elementos a nivel micro (las interacciones individuales de los agentes autónomos) con el mundo macro (las propiedades que buscamos en las sociedades grandes y complejas).
• Mientras que el capítulo tres analiza la variedad de aplicaciones de la ciencia de datos que se utilizan actualmente en todos los campos de la ciencia, prestando especial atención a las técnicas de aprendizaje automático (ML), el capítulo cuatro presenta el desarrollo actual en diversas áreas de la robótica.
• El capítulo cinco explora los retos asociados a los modelos cognitivos computacionales.
• El capítulo seis presta atención a los retos éticos, legales, económicos y sociales que acompañan al desarrollo de los sistemas inteligentes.
• El capítulo siete aborda el problema de la sostenibilidad medioambiental del despliegue de sistemas inteligentes a gran escala.
• Por último, el capítulo ocho aborda la complejidad de garantizar la seguridad, la resistencia y la protección de la privacidad de los sistemas inteligentes frente a las ciberamenazas.

La segunda revolución cuántica: tecnologías fundamentales para la sociedad moderna.

A Quantum Revolution: Report on Global Policies for Quantum Technology. Johnny Kung, 7 Apr, 2021.

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El informe presenta una visión de los tres ámbitos principales de las tecnologías cuánticas (computación, comunicaciones y sensorización) y destaca las medidas de políticas públicas adoptadas por los distintos países para apoyar la I+D en materia de cuántica. Su objetivo es ofrecer un panorama global de las políticas públicas en esta materia, que están en rápida evolución, y proporcionar a sus responsables una referencia y un conjunto de posibles medidas para configurar el desarrollo de este campo en sus propios países.

Un siglo de investigación sobre los extraños fenómenos del mundo cuántico nos ha proporcionado tecnologías que son fundamentales para la sociedad moderna. La creciente capacidad de controlar y manipular los sistemas cuánticos está fomentando lo que se ha llamado la «segunda revolución cuántica». La tentadora posibilidad de tecnologías como una red segura e infranqueable u ordenadores miles de millones de veces más rápidos que los actuales superordenadores, y su impacto en la economía y la sociedad, ha llevado a los gobiernos y a la industria a dedicar miles de millones de dólares a la investigación y el desarrollo para tratar de inaugurar la nueva era.

Fundamentos de la dinámica, formación y evolución de las galaxias.

Ignacio Ferreras. Fundamentals of Galaxy Dynamics, Formation and Evolution. UCL Press, 2019. ISBN: 9781911307617.

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Las galaxias, junto con sus halos de materia oscura subyacentes, constituyen los bloques de construcción de la estructura en el Universo. De todas las fuerzas fundamentales, la gravedad es la dominante que impulsa la evolución de las estructuras desde las pequeñas semillas de densidad de los primeros tiempos hasta las galaxias que vemos hoy. Las interacciones entre miríadas de estrellas, o partículas de materia oscura, en una estructura gravitatoria producen un sistema con connotaciones fascinantes para la termodinámica, con algunas analogías y algunas diferencias fundamentales.

Ignacio Ferreras presenta una introducción concisa a la astrofísica extragaláctica, con énfasis en la dinámica estelar, y el crecimiento de las fluctuaciones de densidad en un Universo en expansión. Otros capítulos están dedicados a sistemas más pequeños (cúmulos estelares) y más grandes (cúmulos de galaxias). Fundamentals of Galaxy Dynamics, Formation and Evolution está escrito para estudiantes avanzados de grado y para estudiantes principiantes de postgrado, proporcionando una herramienta útil para ponerse al día en una carrera de investigación que comienza. Algunas de las derivaciones de los resultados más importantes se presentan en detalle para que los estudiantes puedan apreciar la belleza de las matemáticas como herramienta para entender el funcionamiento de las galaxias. Cada capítulo incluye un conjunto de problemas para ayudar al estudiante a avanzar con el material.