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jueves, 28 de febrero de 2013

Todo pende de un hilo

Luis-Alberto Schuers Garrido 1ºBachillerato A nº25


La teoría de las cuerdas.



Como ya sabéis, la materia consta de partículas elementales, con una masa fija y constante; sin embargo, a finales del siglo XX se produjo un cambio radical en toda la física conocida por entonces: la teoría de las cuerdas.

Esta, llamó la atención de unos pocos y nunca se tomó en serio. Pero desde mediados de los 80 hasta hoy, se ha hecho cada vez más popular.

El modelo estándar, que domina la física actual, sigue planteando muchos interrogantes y algunas contradicciones, a las cuales la teoría de cuerdas parece dar respuestas;el problema es que  resulta muy difícil de verificar.

Esto hace que muchos científicos la rechacen, por considerarla una teoría filosófica más que física. En el mundo científico, tiene numerosos defensores y detractores.

Las teorías clásicas que hasta ese momento se creían que explicaban todo el mundo dieron paso a una mentalidad completamente diferente que condujo a la formulación de la mecánica cuántica y la relatividad, los dos grandes pilares de nuestra física actual.
La mecánica cuántica describe el mundo de lo infinitamente pequeño, explicando las interacciones tan singulares que actúan a escala de las partículas. La teoría de la relatividad general establecida por Einstein, se aplica a lo infinitamente grande. Unifica el espacio y el tiempo en una única entidad (el espacio-tiempo), cuya deformación explica la gravitación universal entre los grandes objetos galácticos y estelares del Universo.

El mayor desafío de la física actual, es establecer un puente de unión entre estos dos enfoques, y formular una nueva teoría unificada, a la que los científicos han atribuido ya la denominación de “gravedad cuántica”.
Pues bien, la teoría de cuerdas nos muestra que las partículas elementales no son puntos fijos en el espacio, sino líneas de espacio-tiempo o cuerdas con energía que vibran en más de 4 dimensiones.

                                               
Partícula en forma de filamentos.
Antes, la física consideraba a una partícula como a un punto que podía moverse en un espacio tridimensional (arriba, abajo, derecha e izquierda), pero una cuerda en forma de lazo, tiene otras posibilidades de movimiento, como por ejemplo, la oscilación (que consiste en la variación del movimiento de un sistema o de un móvil).
Según como sea esta oscilación, es ese el movimiento característico que diferenciaría una partícula de otra; así, un electrón oscilando de determinada manera en el espacio-tiempo podría convertirse en un fotón(partícula portadora de radiación electromagnética) o en cualquier otra partícula, según sea la frecuencia oscilatoria, su masa y su carga características.

 
 Estructura de las cuerdas de un electrón

Esto demostraría que todo lo que hay en el universo como galaxias, planetas, gases, líquidos, sólidos, objetos que vemos, animales, plantas, etc., serían todas manifestaciones formadas por una serie de un solo objeto básico: una cuerda unidimensional vibrando y oscilando.
Para un mejor entendimiento veamos el siguiente vídeo:
 

Comentario personal:

Cada día se realizan descubrimientos extraordinarios gracias a las ciencias, pero la teoría de las cuerdas supone un hallazgo, que de confirmarse, cambiaría radicalmente la manera de entender el universo, ya que siempre nos hemos considerado como seres ``fijos´´, sin estar formados por una sucesión infinita de filamentos.

                                                               Bibliografía.
 
http://www.nuclecu.unam.mx/~alberto/physics/cuerdas.html

http://www.cienciapopular.com/n/Ciencia/La_Teoria_de_Cuerdas/La_Teoria_de_Cuerdas.php

http://www.astrofisicayfisica.com/2010/09/importante-avance-en-la-teoria-de.html

http://www.elecodelospasos.net/article-posible-prueba-empirica-de-la-teoria-de-cuerdas-57069794.html













 
 

viernes, 8 de febrero de 2013

Un hallazgo extraordinario


Luis-Alberto Schuers Garrido 1ºBachillerato A nº 25

LA ANTIMATERIA.

Todos y cada uno de los seres vivos que componemos el universo estamos constituidos por la materia. Esta, se compone de partículas elementales muy simples: protones (con su carga positiva), neutrones, electrones (con carga negativa); y estas, a su vez, de leptones y quarks.

Esta manera de entender la composición del universo era única hasta hace unos pocos años, cuando se descubrió algo fascinante: la antimateria.

La antimateria fue postulada casi con la aceptación del modelo del universo formado por partículas por el físico Robert L. Forward.

La antimateria es una clase de materia constituida por antípartículas: positrones(antielectrones), antiprotones y antineutrones...etc; su diferencia estriba básicamente en la carga eléctrica, del signo opuesto al ordinario, con lo que sus movimientos giratorios en torno a sí mismos, o espín, son también inversos.

Para entender mejor el concepto de antimateria veamos el siguiente vídeo:

 

En esta imagen se muestra a un antiprotón de un átomo de antihidrógeno con una carga negativa, mientras que en el protón del átomo de hidrógeno es positiva.


Ahora bien, este hallazgo presenta grandes complicaciones, ya que si un antiprotón y un protón impactan entre sí, se liberará un inmensa cantidad de energía en forma de luz, de rayos gamma y numerosas partículas elementales, dependiendo de quienes realicen este contacto; tal es así que la aniquilación de una partícula con una antipartícula generaría una energía unas 5000 veces superior a la fisión nuclear.

Además, el tiempo que se consigue mantener esta antimateria, por medios como campos magnéticos o radiofrecuencia, se incrementa con los años.

En el año 2011, se lograron almacenar 300 átomos de antihidrógeno durante 1.000 segundos. Dada la elevada complejidad de la antimateria por su naturaleza, grandes cantidades de energía para su creación y complicados sistemas de almacenamiento, es considerada la sustancia más cara del mundo, con un costo estimado de unos 60.000 millones de dólares por cada miligramo.

Por ello, un equipo internacional de científicos liderado por investigadores de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) ha conseguido manipular un átomo de antihidrógeno utilizando ondas diminutas.

El antihidrógeno es el átomo de antimateria equivalente al hidrógeno común, con las mismas propiedades pero con sus cargas eléctricas invertidas. Dado que se desintegra instantáneamente al entrar en contacto con la materia ordinaria su estudio había sido imposible hasta ahora.








Aquí se muestra una irradiación de luz sobre átomos de antihidrógeno.

Comentario:

Gracias a la ciencia y a la tecnología, cada día se realizan nuevos descubrimientos que nos ayudan a comprender el universo y los elementos que lo constituyen.

La antimateria supone alcanzar un grado mayor de conocimiento y demostrar la existencia de antipartículas; por ello, podemos preguntarnos: ¿Existe alguien que sea idéntico a nosotros pero compuesto de antipartículas?

Bibliografía:






viernes, 26 de octubre de 2012

El universo que nos rodea


Luis-Alberto Schuers Garrido    1ºBachillerato A  nº 25


¿La velocidad de la luz es inalcanzable?


El mundo en el que vivimos está constituido por dos entidades fundamentales : la materia y la energía. La materia se compone de partículas elementales como los quarks y los leptones que constituyen átomos y entidades mayores.
``La energía  ni se crea ni se destruye: se transforma´´ 

Al ser la capacidad para realizar un trabajo, puede manifestarse de diversas maneras: visibles o imperceptibles para el ojo humano.
La luz es una radiación electromagnética y una forma de energía apreciable a simple vista, cuya velocidad alcanza los 300 kilómetros por segundo; siendo hasta la fecha la velocidad más rápida que se haya alcanzado.


Haz de luz visible.








Durante más de un año se ha puesto en tela de juicio la teoría de la relatividad de Albert Einstein, quien aseguraba que ningún tipo de materia se desplazaba más rápido que la luz, al ser esta, una constante universal finita.


La Organización Europea para la Investigación Nuclear, conocida como CERN, dedicada a la experimentación atómica y a la búsqueda de partículas y fuerzas elementales;
había determinado que los neutrinos, unas extrañas partículas subatómicas con muy poca masa y difíciles de detectar podían viajar más rápido que la velocidad de la luz.

Existen tres clases de diferentes de neutrinos, uno por cada familia leptónica: Neutrino electrónico, neutrino muónico y neutrino tauónico, asociados respectivamente al electrón, el muón y la partícula tau.

La mayoría de los que llegan a la tierra nacen en el sol, como producto de la desintegración de otras partículas. También se crean en cantidades ingentes en explosiones y existen otros que se producen directamente del Big Bang, la enorme explosión que dio origen al Universo.

Esto causó un lógico revuelo en la comunidad científica, ya que desde que Einstein formuló la Teoría de la Relatividad, la cual postulaba entre otras cosas que ``la masa de una partícula que aumenta su velocidad crece, tendiendo a infinito cuando su velocidad se aproxima a la de la luz, impidiendo que la alcance´´.
Sin embargo, los científicos a cargo de este experimento midieron con una enorme precisión el tiempo que demoraban los neutrinos emitidos por una fuente situada a unos 730 kilómetros de distancia en alcanzar un blanco, y mediante un ordenador calcularon la velocidad a la que se habían desplazado. El resultado de esa medida fue sorprendente: los neutrinos llegaban 60 nanosegundos antes de lo previsto, lo que únicamente era posible si habían viajado a una velocidad ligeramente mayor a la de la luz.
  



                        Experiencia llevada a cabo.

Pero al cabo de unos meses se desechó esta investigación al detectar una serie de errores, tales como:
- Una inadecuada recepción de su velocidad por un fallo en el dispositivo que controla los GPS, es decir su localización por satélite.

- Una mala conexión en un enlace de fibra óptica.

- Un fallo en el reloj de medida.





 Logotipo del CERN
       





Comentario.

El universo contiene un número infinito de partículas,  de las las cuales solo unas pocas alcanzan 300km/s . Esta medida constituye un pilar básico y fundamental en la física, por ello cualquier entidad que pueda desmantelar a la luz como medio más rápido supondría un cambio radical de la concepción que tenemos del mundo y del universo.



Bibliografía.