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.

Este experimento que ha costado seis millones de euros, pretende encontrar respuestas a muchas cuestiones, entre ellas:

- ¿Qué es la masa?

- El origen de la masa de las partículas

- El 95% de la masa del universo no está hecho de la materia que se conoce y se espera saber que es la masa oscura

- La existencia o no de las partículas supersimétricas

¿Cómo funciona?

Es un tubo subterráneo de 27 km de circunferencia. Dentro de él se lanzarán dos haces de protones, los protones son acelerados a velocidades del 99% de la velocidad de la luz y chocan entre sí en direcciones diametralmente opuestas produciendo altísimas energías que permitirán simular algunos eventos ocurridos durante o inmediatamente después del big bang.

Muchos científicos afirman que existe la posibilidad de que su funcionamiento desencadene procesos que, según ellos, serían capaces de provocar la destrucción no sólo de la tierra sino incluso del universo entero. Sin embargo su postura es rechazada por la comunidad científica, ya que carece de cualquier respaldo matemático que la apoye.

Los procesos catastróficos que denuncian son:

- La creación de un agujero negro

- La ceación de materia externa supermasiva

- La creación de manipolos magnéticos

- La activación de la transición a un estado de vacío cuántico

Glosario

LHC: Gran Colisionador de Hadrones

Agujero negro: cuerpo celeste invisible de gran masa que absorve por completo cualquier materia o enrgía de su campo gravitatorio.

Materia externa: una forma particular de quarks, un líquido de quarks arriba abajo y extraños

Manopolos magnéticos: partícula hipotética que consiste en un imán con un solo polo magnético

El vacío cuántico: el estado cuántico con la menor energía posible

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.

ACELERADOR DE PARTÍCULAS: es un dispositivo que utiliza CAMPOS ELECTROMAGNETICOS para acelerar partículas cargadas hasta altas velocidades, y así, colisionarlas con otras partículas. De esta manera, se generan multitud de nuevas partículas.

 Los aceleradores de partículas imitan, en cierta forma, la acción de los rayos cósmicos sobre la atmósfera terrestre, lo cual produce al azar una lluvia de partículas exóticas e inestables. Sin embargo, los aceleradores prestan un entorno mucho más controlado para estudiar estas partículas generadas, y su proceso de desintegración.

La materia y elementos se cree que son similares a los que se originaron después de que se produjera el Big Bang.

acelerador de partículas

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.

Mini agujeros negros que parecen átomos pueden atravesar la Tierra cada día

Tanto miedo a que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de Ginebra forme un agujero negro que atraiga toda la materia a su alrededor y pueda destruir el planeta y resulta que, según un grupo de investigadores, es posible que este tipo de fenómenos, al menos los que son muy diminutos, atraviesen la Tierra cada día sin que ocurra absolutamente nada. Y esto, según un atrevido estudio publicado por una pareja de físicos , porque quizás interactúen con la materia de forma muy diferente a como se creía hasta ahora.
13/05/2011 11:40:33

El enigma de la «partícula de Dios», resuelto en 2012

Científicos del LHC creen que en un año podrán determinar la existencia del bosón de Higgs, uno de los grandes misterios de la Física

18/05/2011 9:47:42

Los científicos se acercan a la partícula de Higgs

Los físicos ven indicios de la existencia del elemento clave para explicar el origen de la masa

El acelerador LHC necesitará meses para confirmar el hallazgo

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.

Acelerador de particulas

NUESTRO LUGAR EN EL MUNDO

RESPONDE:

1. ¿Cómo se denomina al instante inicial de formación del universo? ¿Hace cuánto tiempo ocurrió?

El instante incial de formación del universo fue el Big- Bang. Ocurrió aproximadamente hace unos trescientos mil años.

2. ¿Cuándo y cómo se formo la luz en el Universo?

La luz se fue haciendo poco a poco. cuando se inicial el universo se incia en forma de energía, de radiación, quarks.. de partículas más básicas y cuando se va enfríando se hace la materia normal, protones electrones, neutrones, y estos permanecen calientes y separados, esto es lo que hace que el universo sea opaco estos primeros miles de años a pesar de ser luminoso. pasados estos trescientos mil años se reconvinan  protones y electrones, así el universo se hace transaparente.

3. ¿Con qué revolución ocurrida en 1543 empezó la Astronomía moderna? ¿Cuáles fueron las consecuencias e implicaciones sociales de dicha teoría?

 La Astronomía moderna inicia su desarrollo con Nicolás Copérnico, el año de su muerte publica un trabajo, De revolutionibus orbium caelestium en el cuenta que  la Tierra ya no permanece inmóvil en el centro del universo, sino que produce dos  movimientos: de rotación sobre ella misma, en 24 horas, y de revolución alrededor del Sol, en un año. También establece movimientos similares para los planetas y satélites, configurando un sistema más simple que el de Ptolomeo, aunque mantiene como él los movimientos circulares.

Copérnico, contó con muy pocos seguidores sobre su teoría.  El heliocentrismo demorσ en imponerse.
Quien le siguió en su tesis fue Galileo Galilei que fue condenado por ello.


4. ¿De qué fenómeno astronómico se dio cuenta Hubble en 1929? 

 En 1929, Hubble publicó un análisis de la velocidad radial de las nebulosas cuya distancia había calculado; se trataba de sus velocidades respecto a la tierra. Lo que estableció fue que, aunque algunas nebulosas extragalácticas tenían espectros que indicaban que se movían hacia la Tierra, la gran mayoría, mostraba corrimientos hacia el rojo que solo podían explicarse asumiendo que se alejaban. Más sorprendente fue su descubrimiento de que existía una relación directa entre la distancia de una nebulosa y su velocidad de retroceso.


5. ¿Cuál es el eco del Big Bang? ¿Cómo se ha medido?

En 1965 Penzias y Wilson descubrieron una misteriosa radiación de microondas en el fondo del cielo. Tal radiación, cuya existencia había sido predicha por varios investigadores durante las dos décadas previas, pudo ser inmediatamente reconocida como una reliquia del 'Big Bang'. Estas observaciones vinieron por tanto a confirmar la interpretación de la ley de Hubble en términos de una expansión generalizada del universo que tenía su origen en una gran explosión.


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 formo aparentemente a los primeros cientos de   millones de años de la recombinación se formo de un material que no contenía átomos como el  fósforo, nitrógeno, carbono... eso se tuvo que haber formado en las primeras generaciones de estrellas, que a su voz explotaron y enriquecieron el gas  del espacio. Nosotros estamos formados de su gas que ya ha estado en estrellas.

Las estrellas una vez encendidas cuecen los elementos químicos en su interior sintentizando átomos más pesados a lo largo de millones de años. Terminada su evolución, las estrellas mueren devolviendo el material al medio interestelar, estos elementos son atraídos por regiones repletas de polvo y gas que  albergaran los primeros instantes de vida de otras estrellas al igual que otros objetos celestes como la propia Tierra.


7. ¿Qué son los exoplanetas? ¿Cómo y cuándo se ha descubierto?

Un exoplaneta es aquel que órbita alrededor de una estrella que no es el Sol. El primero se descubrió 

en 1995. Se han descubierto muy pocos por su lejanía, muchos son mas grandes que Júpiter y sus respectivas órbitas son mas cercanas que de La Tierra y el Sol.

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 es un lugar donde hay más materia de la normal a la que estamos acostumbrados.

Es una materia que se descubrió dándonos cuenta que las galaxias giraban en las partes de afuera demasiado rápido y algo las mantenía. son partículas de un cierto tipo relacionadas con una partícula, los neutrinos y que penetra en todas las cosas.

Otra componente es la Energía Oscura para saber sobre ella se estudia la dinámica de todo el Universo. 

La evolución del universo depende del comportamiento de la energía oscura con este nombres los astronomosse refieren a un misterioso fenómeno que en los ultimos cinco mil millones de años a aumentado la exapansión de la velocidad cósmica.La energia oscura puede ser equiparada a fuerza de gravedad repulsiva que en vez de atraer, separa las galaxias.

Al final de los años noventa se pensaba que debido a la presencia de materia oscura y materia común en las galaxias la atracción  que ejercen las unas sobre las otras se creía que frenaría la expansión del cosmos.

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?

 El Universo se está espandiendoentonce se pensaba que esta expansión se iría frenando o expandiendose pero muy lentamente. 

Los astrónomos llegaron a pensar que los datos estarían mal, pero no fue así.

Big Rip es una hipotesis cosmológica sobre el destino último del universo. Y quiere decir que: si el Universo contiene suficiente energía oscura, podría acabar en un desgarrramiento de toda la materia. A diferencia del Big Crunch, en el que todo se condensa en un solo punto, en Big Rip el Universo se combertiría en partículas subatómicas flotantes que permanecerían para siempre separadas, sin cohesión gravitatoria ni energía alguna.

Lleva aparejado aun gran enfriamiento, debido a que como no hay energía alguna, los atómos se paran de mover y se juntan entre ellos. Lo que puede llevar a la segunda ley de la termodinámica.


10. Comenta la frase del astrofísico Luis Felipe Rodríguez: "El Universo esta hecho 

principalmente de ingredientes que aún no entendemos?

 "El Universo esta hecho 

principalmente de ingredientes que aún no entendemos": Quiere decir que muchas de las cosas de las que está formada el Universo, no sabemos que son pero si que existen.

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. Estudió en el Centro Universitario Montejo. 

-En 1973 obtuvo la licenciatura en física en la Facultad de Ciencias de la UNAM. 

-En 1978 el doctorado en astronomía en la Universidad Harvard.  

-Es investigador titular del Instituto de Astronomía de la UNAM. 

-Es el iniciador en nuestro país de la radioastronomía, importante rama de la astronomía que se inicia en el mundo en la década de los años treinta.
Luís Felipe Rodriguez,  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. 

 DESCUBRIMIENTOS:

-Descubrió los flujos bipolares en estrellas jovenes en 1980.

-La aportación de evidencia de dicos protoplanetarios en estrellas jovenes en entre los años: 1986, 1992, 1996 y 1998.

Gracias a estudios de este tipo en los últimos años se ha consolidado la idea de que las estrellas jóvenes se forman rodeadas de discos protoplanetarios de gas y polvo cósmico, de los cuales se irán condensando planetas, como ocurrió en el caso de nuestro sistema solar.

El trabajo realizado en los últimos 20 años por él, en el área de formación estelar es considerado de punta mundialmente y no es exagerado afirmar que el conocimiento de los procesos que caracterizan la formación estelar debe mucho a las aportaciones del grupo mexicano, cuyo líder es el doctor Rodríguez Jorge. Sus artículos científicos, más de 316, han recibido más de 4000 referencias en la literatura especializada.

.Obtuvo varios premios entre ellos destacan:

-El Premio Robert J. Trumpler de la Sociedad Astronómica del Pacífico

-El Premio Bruno Rossi de la Sociedad Astronómica Americana.

-El Premio de Física de la Academia de Ciencias del Tercer Mundo (TWAS) 

El doctor Luis Felipe Rodríguez Jorge es miembro de El Colegio Nacional desde el 24 de febrero de 2000. “El polvo infinito”, su conferencia inaugural, fue contestada por el doctor Manuel Peimbert.

TEORÍA DE RELATIVIDAD GENERAL

Responde:

1. ¿Qué diferencia existe entre el concepto de gravedad desarrollado por Newton y el desarrollado por Einstein?

La teoría de la relatividad de Newton y Einstein eran totalmente diferentes.

. Según Newton la gravedad actuaba instantaneamente a cualquier distancia.

si el sol despareciese súbitamente la Tierra dejaria de notar su atracción y saldría de órbita instantaneamente. Esto siginificaba que el efecto gravitatorio viajaba a una velocidad infinita y la relatividad exige que nada puede ir más rápido que la velocidad de la luz.

. Einstein estuvo durante diez años estudiando la posibilidad la teoría de la gravedad que fuese coerente con Relatividad. Pero en 1915 propuso la TEORÍA GENERAL DE LA RELATIVIDAD.: la gravedad no es una fuerza  si no una consecuencia de la curvatura del tejido espacio-temporal.

2. ¿Cómo afecta la Teoría De la Relatividad General al espacio y al tiempo?

El espacio-tiempo no es plano. sino que esta deformado por la distribucion de la masa yla energia que contiene.

La masa de un objeto le dice a l espacio como debe curvarse y el espacio le dice al objeto como debe moverse, igual que como en una superficie elástica los objetos cmo la Tierra se mueven siguiendo la trayectoria que dicta la masa del sol,  esta curvatura le llamamos gravedad.

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.

  

La teoría de cuerdas es un modelo fundamentalmente de la física que básicamente asume que las partículas materiales aparentemente puntuales son en realidad "estados vibracionales" de un objeto extendido más básico llamado "cuerda" o "filamento".

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.)

Método Científico

Método Científico:

El método científico es la forma en la que los científicos utilizan ideas, información para resolver problemas y contestar preguntas.

FASES:

1º. Plantear una pregunta o un problema.
 2º. Formular una hipótesis, una suposición
 3º Demostrar la hipótesis. Experimentación. Con el experimento averiguas si la suposición es acertada o no.
 4º Sacar una conclusión.
5º Si el resultado no concuerda con la hipótesis inicial , se deberá formular otra hipótesis.