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Dra. Shirley Ann Jackson: Empujando los Límites

Abrirse paso para lograr avances científicos y cívicos.

Portrait of Shirley Jackson, seated and gesturing to someone off camera.
Dr. Shirley Ann Jackson

Shirley Ann Jackson ha roto muchas barreras por las mujeres negras físicas; como la primera mujer negra en obtener un doctorado del MIT y la segunda mujer negra en los Estados Unidos en conseguir un doctorado en física, es una pionera. Desde su investigación en física de partículas elementales y materia condensada, a su actual puesto como presidenta del Instituto Politécnico Renssalaer, Shirley Ann Jackson ha tenido una carrera extraordinaria e innovadora.

"A lo largo de su larga carrera en el servicio académico y cívico, la Dra. Jackson ha sido pionera. En cada puesto que ocupó, la Dra. Jackson se mantuvo al borde de lo que se sabía, lo que se esperaba, y luego siguió adelante."


¡Aprenda más viendo el video o continúe leyendo a continuación!

 

La educación del Dra. Jackson


La Dra. Jackson nación en 1946 en Washington, DC. Agradece a sus padres el haber fomentado su amor por la ciencia valorando su educación y ayudándola en los proyectos científicos del colegio. Tras graduarse en el instituto, la Dra. Jackson comenzó su carrera en física en el MIT como una de las veinte únicas estudiantes negras de su clase, y la única física teórica negra.



La Dra. Jackson acabó obteniendo su doctorado en física en el MIT. Fue la segunda mujer afroamericana en obtener un doctorado en física, sólo un año después de que Willie Hobbs Moore se doctorara en la Universidad de Michigan. Esto también convirtió a la Dra. Jackson en la primera mujer negra en obtener un doctorado en el MIT, en cualquier campo. Tras graduarse, la Dra. Jackson continuó estudiando física de partículas en famosos laboratorios como Fermilab, SLAC y CERN.


 

Los bloques de construcción del universo


La física de partículas es nuestra forma de entender las piezas más fundamentales que componen el Universo. Clasificamos estos componentes, conocidos como partículas, en función de su carga y de su masa. Llamamos a esta teoría el Modelo Estándar y tiene tres tipos principales de partículas: quarks, leptones y bosones.

Cartoon Standard Model of particles with blue circles for quarks, green for leptons, orange and yellow for bosons
 

Los quarks sólo pueden existir cuando están unidos a otros quarks creando partículas más grandes; nunca se encontraría un quark solo, pero sí tres quarks dentro de un protón.

Cartoon Standard Model of particles and arrow from quarks to a circle of three blue circles of quarks representing one proton
 
Cartoon Standard Model of particles and arrow pointing to the green circle representing the electron




Los leptones, en cambio, pueden existir por sí solos, como por ejemplo el leptón más famoso, el electrón.





 
Cartoon Standard Model of particles and arrow pointing to the orange circle representing the photon


Por último, los bosones son partículas que transportan fuerzas y permiten que las partículas interactúen entre sí. Por ejemplo, el fotón es portador de la fuerza electromagnética, ¡que nos da la luz!



 

En su trabajo, la Dra. Jackson estudió las interacciones entre hadrones, partículas formadas por dos o más quarks.

A cartoon equation with two quarks as blue circles equaling a new particle as a purple blob called a hadron

Para estudiar estas partículas, las hacemos colisionar entre sí a velocidades muy altas para que se rompan y formen otras partículas.

Animated cartoon of two purple blob particles hitting each other and exploding to particles in different colors and lines

Esto permite a los científicos conocer partículas que no pueden existir por sí solas, como los quarks. La Dra. Jackson trabajó en métodos para predecir lo que ocurriría en estas colisiones para que otros físicos supieran qué buscar.

 

Electrones como ondas


En 1976, la Dra. Jackson se convirtió en profesora de la Universidad de Rutgers y empezó a trabajar en un laboratorio llamado Bell Labs.

Shirley Jackson señala algunas ecuaciones escritas en una pizarra detrás de ella. Lleva una insignia de empleado de Bell Labs en un cordón.
Dra. Jackson como empleada de Bell Labs.
"La Dra. Jackson trabajó en la comprensión del comportamiento de estas ondas de densidad de carga, que es crucial para construir semiconductores."

Allí, su trabajo tomó una dirección diferente: la física de la materia condensada, el estudio de cómo se comportan los electrones dentro de los materiales.

Pink bar with 'solid material' written in green cursive
Pink bar with a zoomed in box showing many pink circles in a grid representing the crystals in a solid material


En los sólidos, los átomos se disponen en cristales.





Cada átomo tiene un núcleo con protones y neutrones, y está rodeado de electrones.

A grid of pink circles with a zoomed in box showing inside one is purple blobs as the nucleus and green circles as gluons
A grid of pink circles with green dashed squiggly lines in the top half of the grid showing the current flow in the solid


Si el material es capaz de conducir la electricidad, los electrones fluirán por el material creando una corriente eléctrica.


Pero los electrones no son sólo partículas, también son ondas. Esto se llama dualidad onda-partícula.


Cuando se colocan dos tipos de materiales uno al lado del otro, los electrones ya no pueden fluir fácilmente entre los dos materiales. En su lugar, forman ondas, conocidas como ondas de densidad de carga.

La Dra. Jackson trabajó en la comprensión del comportamiento de estas ondas de densidad de carga, que es crucial para construir semiconductores. Los semiconductores se utilizan ampliamente en la mayoría de los aparatos electrónicos modernos, como el ordenador o el teléfono.

 

Empujando los límites


Más allá de su investigación científica, la Dra. Jackson también ha trabajado en el papel de la ciencia y la tecnología en la política pública. Por sus logros, fue nombrada Presidenta de la Comisión Reguladora Nuclear de EE.UU. por el Presidente Bill Clinton en 1995, para supervisar la forma en que Estados Unidos puede manejar con seguridad la investigación y el desarrollo de la física nuclear. Fue la primera persona de raza negra y la primera mujer en ocupar ese cargo.



Desde 1999, la Dra. Jackson es la presidenta del Instituto Politécnico Rensselaer, una universidad de investigación. Una vez más, fue la primera persona negra y la primera mujer en ocupar este cargo. En 2016, la Dra. Shirley Ann Jackson recibió la Medalla Nacional de la Ciencia, un prestigioso premio en reconocimiento a sus numerosas e importantes contribuciones a la ciencia.


A lo largo de su dilatada carrera en el servicio académico y cívico, la Dra. Jackson ha sido pionera. En cada puesto que ocupó, la Dra. Jackson se mantuvo al borde de lo que se sabía, lo que se esperaba, y luego siguió adelante. Su investigación sobre partículas diminutas, tanto en física de partículas como de materia condensada, ¡ha tenido una enorme repercusión!


Fotos cortesía del Museo MIT, el Instituto Politécnico Rensselaer y la Fundación Nacional de Medallas de Ciencia y Tecnología

Escrito por Ashley Cavanagh

Editado por Weilu Shen, Madelyn Leembruggen

Traducido por Salvador Rosauro-Alcaraz

 

¡Aprenda más sobre los descubrimientos de la Dra. Shirley Ann Jackson!


Expandir (30-60 minutos): La Dra. Jackson estudió los bloques de construcción fundamentales de nuestro universo rompiendo partículas juntas en un acelerador. Lea cómo funciona un acelerador de partículas. Luego, realice un recorrido virtual por la instalación de aceleración más grande del mundo, el CERN.


Definir (1-2 horas): Aprenda sobre los semiconductores y por qué son tan importantes. Comience con estos recursos, luego intente encontrar más fuentes por su cuenta.

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