martes, 13 de diciembre de 2011

LHC, EL MAYOR EXPERIMENTO DE LA HISTORIA



El LHC es el acelerador de partículas más grande y energético del mundo. Más de 2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y laboratorios han participado en su construcción.
ACTIVIDADES (para realizar estas actividades visita la web: http://www.lhc-closer.es/php/index.php?i=2&s=1&p=1&e=0):

a) Describe cómo funciona un acelerador de partículas, y por qué puede ayudarnos a entender el origen del universo.
 LHC es el más potente de los aceleradores de partículas del mundo y está ubicado en el CERN sobre la frontera franco-suiza.En el LHC se aceleran dos haces de hadrones.Es una partícula subatómica que experimenta la interacción nuclear fuerte. Puede ser una partícula elemental o una partícula compuesta. Los neutrones y protones son ejemplos de hadrones.

El LHC es el acelerador de partículas más grande y energético del mundo. Usa el túnel de 27 km de circunferencia creado para el Gran Colisionador de Electrones y Positrones ( LEP en inglés) y más de 2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y laboratorios han participado en su construcción.
Una vez enfriado hasta su temperatura de funcionamiento, que es de 1,9 K (menos de 2 grados por encima del cero absoluto o −271,15 °C), los primeros haces de partículas fueron inyectados el 1 de agosto de 2008, y el primer intento para hacerlos circular por toda la trayectoria del colisionador se produjo el 10 de septiembre del año 2008. Aunque las primeras colisiones a alta energía en principio estuvieron previstas para el 21 de octubre de 2008, el experimento fue postergado debido a una avería que produjo la fuga del helio líquido que enfría uno de los imanes superconductores.

A fines de 2009 fue vuelto a poner en marcha, y el 30 de noviembre del 2010 se convirtió en el acelerador de partículas más potente al conseguir energías de 1,18 TeV en sus haces, superando el récord anterior de 0,98 TeV establecido por el Tevatrón estadounidense. El 3o de marzo de 2010 las primeras colisiones de protones del LHC alcanzaron una energía de 7 TeV (al chocar dos haces de 3,5 TeV cada uno) lo que significó un nuevo récord para este tipo de ensayos. El colisionador funcionará a medio rendimiento durante dos años, al cabo de los cuales se proyecta llevarlo a su potencia máxima de 14 TeV.

Teóricamente se espera que este instrumento permita confirmar la existencia de la partícula conocida como bosón de Higgs, a veces llamada “partícula de la masa”. La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y "enlaces perdidos" del Modelo Estándar de la física, pudiéndose explicar cómo las otras partículas elementales adquieren propiedades como la masa.

Diseño del CMS collaboration.
Verificar la existencia del bosón de Higgs sería un paso significativo en la búsqueda de una teoría de la gran unificación, que pretende relacionar tres de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas, quedando fuera de ella únicamente la gravedad. Además este bosón podría explicar por qué la gravedad es tan débil comparada con las otras tres fuerzas. Junto al bosón de Higgs también podrían producirse otras nuevas partículas que fueron predichas teóricamente, y para las que se ha planificado su búsqueda, como los strangelets, los micro agujeros negros, el monopolo magnético o las partículas supersimétricas.
b) Busca al menos tres noticias publicadas en la prensa durante el último año sobre el colisionador de hadrones de Ginebra, y toma nota del titular, fecha y periódico donde la hayas encontrado.

31 de Octubre de 2011 ABC
GINEBRA. Las operaciones con protones correspondientes a 2011 del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Investigación Nuclear (CERN) concluyeron en las últimas horas.











Félix Piriyú, directivo del Centro de Difusión e Investigación Astronómica (ndicó que los descubrimientos del Cern y otros laboratorios sobre los neutrinos darían un duro golpe a la teoría de la relatividad de Einstein de comprobarse totalmente. Indicó, sin embargo, que no se refutará del todo al científico alemán, pero que se replanteará el “modelo standard” de explicación del universo. Puntualizó que la comunidad científica internacional permanece igualmente escéptica hasta esperar los resultados de pruebas independientes.








7 de Septiembre de 2011 ABC
GINEBRA. Científicos dijeron que esperaban tener suficientes datos a final de mes para establecer si el bosón de Higgs, una partícula que se piensa que ha hecho posible el universo, existe en la forma en que se ha creído.




c) Haz una pequeña presentación en power point en el que indiques: descripción breve del CERN, significado de las siglas de LHC, función y localización de cada uno de los detectores del LHC, y toda aquella información que te resulte más interesante.
Presentación enviada por gmail

NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO




NUESTRO LUGAR EN EL UNIVERSO

Redes se adentra en los misterios del universo. El astrofísico mexicano y Eduard Punset realizan un repaso de los grandes hitos de la astronomía y la cosmología, desde las primeras observaciones de Copérnico hasta las más modernas averiguaciones sobre la materia y la energía oscuras




RESPONDE:
1. ¿Cómo se denomina al instante inicial de formación del universo? ¿Hace cuánto tiempo ocurrió?
Se denomina Big Bang el primer proceso que tiene lugar en el Big Bang es el de Inflación. Inicialmente el Universo estaba comprimido en un estado muy denso, que se expandió muy rapidamente.Ocurrió hace 13 700 millones de años.

2. ¿Cuándo y cómo se formo la luz en el Universo?
 A los 300 000 años después del Big Bang. Estaba todo a oscuras, la luz se hizo paulatinamente. El universo se estaba enfriando y los núcleos de hidrógeno  capturaron los electrones convirtiéndose en átomos neutros. Los fotones ya no tenían energía suficiente para ser absorbidos por los electrones y los electrones ya no podían absorber fotones que les liberasen de los átomos neutros. Los fotones podían viajar desde entonces por el Universo sin ser absorbidos por la materia y llegar hasta nosotros como los conocemos acutalmente. 

3. ¿Con qué revolución ocurrida en 1543 empezó la Astronomía moderna? ¿Cuáles fueron las consecuencias e implicaciones sociales de dicha teoría?
Empezó con la publicación posterior de la muerte de Copérnico de su obra De revolutionibus orbium coelestium ( sobre el movimiento de las esferas celestiales ) No lo publicó en vida porque conocía la resistencia que iba a encontrar y los problemas que le podían generar sus ideas.
Las consecuencias que contrajo fueron que casi un siglo más tarde en 1633 Galileo Galilei debió soportar un largo y agotador juicio en el que la Inquisición lo acusó de defender el sistema que anteriormente había establecido Copérnico.
Fue el gran comienzo de la Astronomía moderna.
Se empezó a dejar de pensar en la Tierra como centro del universo.
A partir de este gran descubrimiento se sudedieron el resto los cuales conocemos actualmente.

4. ¿De qué fenómeno astronómico se dio cuenta Hubble en 1929?
Edwin Hubble un astrónomo estadounidense, fue el primero en apreciar que el universo estaba en expansión mediante una comprobación experimental. Las galaxias no están fijas en los puntos donde las observamos. Se mueve a grandes velocidades, a más de miles de Kilómetros por segundo. Se dio cuenta de que el movimiento de las galaxias seguía ciertas reglas. Cuanto más lejanas son mayor es la velocidad con la que parecen alejarse. ( v = Hd )

5. ¿Cuál es el eco del Big Bang? ¿Cómo se ha medido?
La radiación de Fondo Cósmica de Microondas que fue predicha por dicha teoría. Se ha medido gracias en un principio a la experimentación realizada por Penzias y Wilson. 
Posteriormente se ha medido con el Explorador Cósmico de Microondas Cobe un satélite de la Nasa. El COBE llevaba un espectrómetro para descomponer la radiación cósmica de microondas en diferentes longitudes de onda y medir su intensidad en cada una de ellas con una precisión extraordinaria. Más recientemente con el WMAP que ha obtenido medidas aún más precisas y nítidas del Fondo Cósmico de Microondas. Actualmente solo por el satélite europeo PLANCK y el WMAP.

6. ¿Por qué se dice que somos polvo de estrellas? ¿Cuál es el origen de los elementos químicos que hay en la Tierra? ¿Cómo es la evolución de una estrella?
- Porque aquella primera generación de estrellas que se formó aparentemente a los pocos cientos de millones de años de la recombinación no se formaron de un material que no contenían átomos como el carbono el nitrógeno el fósforo ... eso te tuvo que haber formado en las primeras generaciones de estrellas  que a su vez explotaron enriquecieron el gas en el espacio y nosotros nos formamos a partir de gas que ya ha estado en estrellas.
- El origen de los elementos que hay en la Tierra es el hidrógeno y el helio, los otros elementos provienen de las explosiones de las estrellas al formarse en el interior de las estrellas . 
- Una vez encendidas las estrellas cuecen los elementos químicos en su interior, sintetizando átomos cada vez mas pesados a lo largo de millones de años. Terminada su evolución las estrellas mueren devolviendo dicho material al medio interestelar. Estos elementos serán atraídos por regiones repletas de polvo y gas que albergaran los primeros instantes de vida de las nuevas estrellas así como de otros objectos celestes, como nuestra propia Tierra.


7¿Qué son los exoplanetas? ¿Cómo y cuándo se ha descubierto?
-Son planetas que orbitan en  una estrella diferente al Sol  y que, por tanto, no pertenecen al Sistema Solar. Los planetas extrasolares se convirtieron en objeto de investigación científica en el siglo XIX. 
-El primer exoplaneta fue descubierto en 1995 y desde entonces a cada año que pasa se descubren más y más exoplanetas, cada vez con características que se parecen cada vez más al nuestro. En concreto, se han descubierto más de 400 exoplanetas.

8. ¿Qué es la materia oscura? ¿Y la energía oscura? ¿Qué explican cada uno de estos conceptos? ¿Que relación tienen con la materia común?
-La materia oscura son atracciones gravitatorias mayores que las causadas por la materia detectable. Constituye el 90% de la materia del universo y no emite radiación.
-Le energía oscura es la fuerza inversa a la materia oscura. Es una forma de energía que causa que la expansión sea cada vez más rápida.
- Las propiedades de la materia oscura y de energía oscura son dos de los problemas abiertos de la Cosmología. Entender como con estos ingredientes se han podido formar el Universo los miles de millones de galaxias y la forma en que estas se distribuyen es uno de los grandes desafíos pendientes. Estos conceptos explican lo que puede ser lo que ocurrirá en un futuro con el Universo dependiendo de la fuerza que predomine. Energía oscura gran desgarramiento y materia oscura, concentración en un punto similar al que dio origen al Universo, anterior al Big Bang.
-La materia que conocemos está a su vez relacionada con todos estos conceptos ya que dependiendo de la fuerza que predomine se tranformará a una u otra forma con el paso del tiempo. 

9. ¿Qué implicaciones tiene el comprobar que el Universo se este acelerando, o sea que que la expansión del Universo cada vez se realiza a mayor velocidad?
¿Que consecuencias tiene esta aceleración sobre el final del Universo? ¿Como se explica dicha aceleración? ¿Qué es el Big Rip gran desgarro? ¿Por qué lleva aparejado a un gran enfriamiento del Universo?
-Si el Universo se está acelerando quiere decir que la energía oscura predomina sobre la materia oscura. El Universo al expandirse podría llegar a desgarrarse o enfriarse según las hipótesis que se barajan a partir del Big Bang. Las estrellas y Galaxias se irían separando hasta llegar a quedar en forma de partículas subatómicas.Big Rip.
-Sus consecuencias que actualmente se predicen en caso de que esto ocurriera serían una fuerza que en vez de cohesionar la materia la expandiría más y más produciendo un desgarramiento de esta.
Este proceso no se puede explicar con pruebas científicas pero sí que el Universo pasaría a dejar de contar con la materia que ahora conocemos, transformándose en partículas cada vez más ínfimas.
- El Big Rip es uno de los procesos que se tiene en cuenta como posible hipótesis a la hora de predecir el futuro del Universo, se debe a que este contiene suficiente energía oscura y se produce un desgarramiento total de la materia. Las partículas permanecerían para siempre separadas sin cohesión gravitatoria.
-Porque con el Big Rip las partículas se expandirían tanto que no serían posibles la realización de procesos físicos. Esta relacionado con el Big Freeze posiblemente acabando con la muerte térmica del Universo.

10. Comenta la frase del astrofísico Luis Felipe Rodríguez: "El Universo esta hecho principalmente de ingredientes que aún no entendemos?
Está hecha de materia que no conocemos porque la mayor parte de esta es materia oscura o energía oscura. Más del 90 % de los "ingredientes" del Universo son desconocidos para nosotros. Sabemos muy poco acerca de ellos. Actualmente es uno de los desafíos más grandes, que dará pie a nuevos descubrimientos los cuales a su vez nos transmitirán nueva información y nos darán dando pistas de lo que acontecerá en un posible futuro en el Universo.

11. Realiza una biografía del astrofísico Luis Felipe Rodríguez indicando sus principales aportaciones a la ciencia
Luis Felipe Rodríguez Jorge nació el 29 de mayo de 1948 en Mérida, Yucatán. Cursó sus estudios de primaria, secundaria y preparatoria en el Centro Universitario Montejo. En 1973 obtuvo la licenciatura en física en la Facultad de Ciencias de la UNAM, y en 1978 el doctorado en astronomía en la Universidad Harvard. Desde 1979 es investigador titular del Instituto de Astronomía de la UNAM.

El doctor Rodríguez Jorge realiza investigación principalmente sobre el nacimiento y juventud de las estrellas y sobre las fuentes galácticas de rayos X, en la que él y otros astrónomos mexicanos han realizado contribuciones fundamentales. Entre ellas se cuentan el descubrimiento de los flujos bipolares en estrellas jóvenes (1980), la elucidación del mecanismo que excita a los objetos Herbig-Haro (1981, 1985), y la aportación de evidencia de discos protoplanetarios en estrellas jóvenes (1986, 1992, 1996, y 1998).
Es el iniciador de la radioastronomía en México, importante rama de la astronomía que se inicia en el mundo en la década de los años treinta, y en nuestro país en 1979, con su regreso al país.

A lo largo de su vida ha recibido numerosos galardones como reconocimiento por su trabajo y dedicación. Entre ellos salientan: 

  • Premio en Física Third World Academy of Sciences.1997

    Premio Bruno Rossi American Astronomical Society1996
  • Beca Guggenheim Fundación Guggenheim 1988

  • Premio Dudley del Observatorio Dudley 1987

  • Premio Manuel Noriega Morales Organización de Estados Americanos 1986

  • Beca Henri Chretien American Astronomical Society1984 

    Premio Robert J. Trumpler Astronomical Society of the Pacific



 Por su destacada trayectoria en la astronomía y radioastronomía en el país, así como por su vida ejemplar en favor de la humanidad, el doctor Luis Felipe Rodríguez Jorge recibió el Premio Biblos, que otorga la comunidad libanesa en México.  

Durante la entrega del reconocimiento, el doctor Rodríguez habló sobre sus más recientes investigaciones, que consisten en el estudio de la formación de nuevos sistemas solares en el espacio.  

Así como hace cuatro mil 700 millones de años se formó el Sistema Solar, indicó, en otras partes del Universo se está repitiendo el proceso. Existen enormes 'nubes' de gas que se contraen por la fuerza de gravedad para producir nuevas estrellas y planetas.  

Rodríguez Jorge realiza estos estudios aprovechando que estos astros en formación si emiten ondas de radio que pueden ser detectadas en la Tierra mediante radiotelescopios.  

viernes, 9 de diciembre de 2011

TEORÍA DE LA RELATIVIDAD GENERAL

TEORÍA DE RELATIVIDAD GENERAL

Aquí os dejo una lista de reproducción, del canal de youtube Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) donde aparecen los videos vistos en clase sobre "La teoría de la Relatividad General", muy interesante de cara a repasar para el examen.






Responde:
1. ¿Qué diferencia existe entre el concepto de gravedad desarrollado por Newton y el desarrollado por Einstein?
2. ¿Cómo afecta la Teoría De la Relatividad General al espacio y al tiempo?
3. Hoy en día se pretende unificar las cuatro fuerzas fundamentales (Gravedad, Electromagnética, Nuclear Fuerte y Nuclear Débil) para crear una única teoría que explique del mismo la Relatividad General que la Mecánica Cuántica. Busca información sobre la Teoría de Cuerdas (puede ser vídeos que comentes después, presentación power point, redacción...) que describa en qué consiste.

1RESPUESTA: Albert Enstein cambió por completo el significado que se tenía de la fuerza de la gravedad dada por Newton, para asegurar el cumplimiento de la Teoría de la Relatividad Especial que se había elaborado años antes deste estudio. La Relatividad Especial dice que nadie pude viajar a velocidades superiores a la luz. Newton explicaba que si un planeta dejaba de ser atraído por un cuerpo, se saldría de su órbita a velocidades infinitas sin llegar a detenerse nunca.
Einstein afirmó que la gravedad no era una fuerza sinó una consecuencia de la curvatura espacio-temporal.



2RESPUESTA: deforma el espacio: la masa de un objecto dice al espacio como curvarse y el espacio le dice a la masa como debe moverse. Si un planeta deja de ser atraido por un cuerpo, se produciría una perturbación espacial, que cuando alcanzase al planeta, le provocaría un cambio de órbita moviéndose a velocidades de la luz. deforma el tiempo: el tiempo transcurre de forma distinta para obsevadores  situados en distinto capos gravitatorios. Cuanto más inteso sea el campo más lento pasará el tiempo.





3RESPUESTA: En las últimas décadas, la teoría de cuerdas ha aparecido como uno de los candidatos más prometedores para ser una teoría microscópica de la gravedad. Y es infinitamente más ambiciosa: pretende ser una descripción completa, unificada, y consistente de la estructura fundamental de nuestro universo. (Por esta razón ocasionalmente se le otorga el arrogante título de "teoría de todo".)
La idea esencial detrás de la teoría de cuerdas es la siguiente: todas las diversas partículas , son un "puntito", sin estructura interna alguna. Un punto no puede hacer nada más que moverse. Pero, si la teoría de cuerdas es correcta, utilizando un "microscopio" muy potente nos daríamos cuenta que el electrón no es en realidad un punto, sino un pequeño "lazo", una cuerdita. Una cuerda puede hacer algo además de moverse--- puede oscilar de diferentes maneras. Si oscila de cierta manera, entonces, desde lejos, incapaces de discernir que se trata realmente de una cuerda, vemos un electrón. Pero si oscila de otra manera, entonces vemos un fotón, o un quark, o cualquier otra de las partículas del modelo estándar. De manera que, si la teoría de cuerdas es correcta, ¡el mundo entero está hecho solo de cuerdas!"fundamentales" del modelo estándar son en realidad solo manifestaciones diferentes de un objeto básico: una cuerda.


Breve presentación enviada por gmail.