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 creación 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 absorbe 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:


1-Describe cómo funciona un acelerador de partículas, y por qué puede ayudarnos a entender el origen del universo.

Este vídeo explica claramente las características técnicas del LHC (gran colisionador de hadrones)

2-Busca 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.


1-El CERN acorrala a la partícula de Dios, que da origen a la masa
Es mucho más difícil de encontrar que una aguja en un pajar, pero después de décadas de búsqueda la llamada partícula de Dios ha sido por fin acorralada. Y, lo que es aún más importante, ha mostrado indicios de su existencia. El bosón de Higgs, la pieza que falta para completar el modelo estándar de la física y que da respuesta al origen de la masa de las partículas, ha sido arrinconada por los científicos de los experimentos Atlas y LCM del gran colisionador de hadrones del Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN).

Puede ocurrir incluso que no exista, pero de hacerlo su presencia queda acotada a una pequeña región de masas, con lo que el misterio que ha mantenido en alerta a los físicos de partículas de todo el mundo desde que su presencia fuera predicha por el escocés Peter Higgs en 1964 será desvelado como muy tarde a finales del próximo año. De una forma o de otra se confirmará su existencia, lo que validará el modelo actual que describe cómo interactúan todas las partículas conocidas en el universo, o se desechará, con lo que el conocimiento actual del origen de la masa de las partículas deberá ser replanteado. Ya nada, entonces, sería igual.

El bosón de Higgs, de existir, tiene una duración muy breve y se desintegra en muchas formas distintas, por lo que para detectarlo es necesario observar las partículas en las que se descompone. Tanto el experimento Atlas como el CMS analizaron billones de colisiones de partículas y analizado varios canales de desintegración, lo que les ha permitido observar pequeños excesos en la región de baja masa donde la presencia de Higgs no había sido excluida. Ninguno de estos indicios es aún concluyente por sí solo, pero llama la atención el hecho de que se hayan observado en dos experimentos independientes, lo que supone el avance más notable logrado hasta el momento en la búsqueda de la escurridiza partícula divina.
Fuente: La voz de Galicia


2-El LHC también detecta que los neutrinos son más rápidos que la luz
El experimento del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) denominado 'OPERA', donde participan 160 investigadores de 11 países, ha vuelto a detectar anomalías en la velocidad de desplazamiento de los neutrinos, unas partículas cuyas "enigmáticas características" han demostrado que podrían viajar a "una velocidad ligeramente superior a la de la luz".
Fuente: Europapress


3-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.

Lhc

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?

 El instante en el que se formó el universo se denomina Big Bang, y ocurrió hace aproximadamente 13.700 millones de años.

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

La luz en el universo se formo a los 300.000 años del Big Bang, cuando la materia se enfrió lo suficiente como para que los protones (particulas de la luz) pudieran moverse a traves de ella.

3. ¿Con qué revolución ocurrida en 1543 empezó la Astronomía moderna? ¿Cuáles fueron las consecuencias e implicaciones sociales de dicha teoría?
 En este año, Nicolas  Copérnico publica De Revolutionibus Orbium Celestium, obra que demostraba la existencia del sistema heliocéntrico en lugar del teocéntrico, más complejo e inexacto.

4. ¿De qué fenómeno astronómico se dio cuenta Hubble en 1929?
 Se percató de que las galaxias se alejaban de la tierra, y que sus espectros lumínicos tendian a corrimientos al rojo, es decir, que cada vez se alejaban con mayor velocidad.

5. ¿Cuál es el eco del Big Bang? ¿Cómo se ha medido?
 El eco del Big Bang es la radiación cosmica de fondo de microondas.

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 los átomos de los elementos que forman parte de nosotros y de todo lo que nos rodea se formaron el los núcleos de las estrellas primordiales, las primeras generaciones del universo.

7. ¿Qué son los exoplanetas? ¿Cómo y cuándo se ha descubierto?
 Son aquellos planetas que se encuentra en órbitas en otras estrellas que no son el sol, es decir, no forman parte del sistema solar. El primer exoplaneta fue descubierto en 1995 y a partir de ese año, se han descubierto al rededor de 692 más.

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 metria oscura es una materia hipotética que no emite radiación (por lo que no es detectable), pero que se deduce a partir de los efectos gravitatorios que causa en la materia normal.
 La energía oscura es una energia hipotética presente en todo el universo causante de la aceleración de este. A grandes rasgos, podria ser el "combustible" del universo. 

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 descubrimiento de la aceleración del universo plante nuevas posibilidades sobre el destino de este, si la materia continua acelerandose perpetuamente, podria llegar a romper el tejido del espacio-tiempo, y originar la destrucción, esta teoría se denomina Big Rip o Gran desgarramiento. Pero otras teorias más procupantes son posibles, como el Big Freeze o Gran Enfriamiento, que consiste el la disminución progresiva de la temperatura hasta "apagar" completamente el universo.

10. Comenta la frase del astrofísico Luis Felipe Rodríguez: "El Universo esta hecho principalmente de ingredientes que aún no entendemos?
  Si los elementos que hoy día conocemos se formaron el el corazón de las estrellas, es de imaginar que actualmente nuevos elementos se estén configurando en el centro de estas tal como ocurrió durante toda la historia del universo. Además de eso, solo conocemos una pequeña parte de la inmensidad del cosmos, ¿Quien sabe lo que nos podriamos encontrar?

11. Realiza una biografía del astrofísico Luis Felipe Rodríguez indicando sus principales aportaciones a la ciencia
 Luis Felipe Rodrigez nació en Málaga, Yucatán, en 1948. Estudió física en su país natal, pero más tarde se marcho a la universidad de Harvard donde obtuvo la maestria y un doctorado en Astronomía.
  Ha ganado multitud de premios, pero sus descubrimientos más importantes son  la evidencia de discos planetarios de estrellas y de los flujos bipolares moleculares, los cuales demuestran que las estrellas expulsan flujos moleculares por ambos polos, motivo por el cual se ha revisado el paradigma de la formación estelar.

Teoría de la relatividad general

1. ¿Qué diferencia existe entre el concepto de gravedad desarrollado por Newton y el desarrollado por Einstein?
 Newton afirmaba que la gravedad, como fuerza, actua instantaneamente, por lo que tendria una velocidad infinita. Pero esa concepción de la gravedad rivalizaba con el que tenía Einstein. Pra el, nada podria ir a myor velocodad que la luz, por lo que sería imposible que la gravedad fuera infinitamente veloz.
 Tras años de investigación, Einstein logro unificar ambas visiones, diciendo que la gravedad no es una fuerza, si no una consecuencia de la curvatura del espacio. 

2. ¿Cómo afecta la Teoría De la Relatividad General al espacio y al tiempo?
  El espacio es plano, pero este se curva ante la presencia de la masa de los objetos que se encuentran en él, proporcionalmente a la masa del objeto. Este echo no afecta unicamente al tiempo, si no que el tiempo tambien se ve influido por esta curvatura.
Cuanta más masa tenga un objeto, con mayor lentitud fluirá el tiempo. Un ejemplo de esto es que si colocamos un reloj en el sol y otro en la tierra, este le ganará un minuto al año respecto al colocado en el sol.

 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 teoria de cuerdas es un modelo fundamental de la física que, a grandes rasgos, asume que las particulas materialmente aparentemente puntuales son en realidad un objeto extendido (llamado cuerda) en un estado de vibración continua, y que lo hace en las 4 direcciones del universo (espacio tridimensional y tiempo).

http://video.google.com/videoplay?docid=8979828703975416203 
En el siguiente vídeo se explica la teoría de la relatividad desde el comienzo es decir, explica las 4 fuerzas fundamentales y la relación existente entre ellas, la teoría de la relatividad de Einstein y la actual teoría de cuerdas que pretende englobar las 4 fuerzas con el fin de hallar una única teoría aplicable al mundo microscópico y al macroscópico, la teoría del todo.

EPPURE SE MUOVE

En 1632, Galileo Galilei defendió en su obra “Diálogo sobre los dos Máximos Sistemas, ptoloméico y coperniquiano” que la Tierra gira en torno al Sol (Teoría Heliocéntrica). Para desgracia del pobre anciano, la Santa Inquisición lo procesó y encarceló porque, en esos momentos, la iglesia entendía que la Tierra estaba quieta, y que era el sol el que giraba (Teoría Geocéntrica). Defender cualquier otra hipótesis significaba ir en contra de la doctrina antropocéntrica que la iglesia percibía en el mensaje divino.

En consecuencia, para evitar mayores problemas, Galileo debió soportar un largo y agotador juicio en el que la Inquisición le acusaba de defender el sistema Copernicano. En un momento del juicio, el anciano se postró de rodillas ante los jueces, y con la cabeza inclinada hacia delante, recitó con voz cansina la formula de rigor: negó que el Sol fuese el centro del Universo y admitió que había sido un error enseñarlo así; negó que la tierra girara en torno a su eje y alrrededor del Sol, y admitió que había sido un error enseñarlo así.

La leyenda cuenta que seguidamente, para no ser oído por los sabios inquisidores, susurró: “¡EPPURE SI MUOVE!” (¡y sin embargo se mueve!), frase demoledora que viene a demostrar la tozudez de los hechos frente a la sinrazón.

ACTIVIDADES

 

-Para el sistema heliocéntrico el sol está inmovil y ocupa el centro del Universo, la Tierra y los demás planetas giran alrrededor del Sol, la Luna gira alrrededor de la Tierra, mientras que las estrellas se encontrarían fijas a una lejana esfera móvil. indica cuáles de estas ideas se consideran hoy correctas y cuáles no

 

-Son correctas las ideas de que la tierra y los planetas giran alrrededor del sol, y la de que la luna gira entorno a la tierra. El resto de afirmaciones son incorrectas debido a que nada en el universo permanece estatico, todo se mueve.

 

-Las palabra de Galileo, las pronunciara o no, se han convertido en el símbolo de la fuerza de la razón científica frente a la sinrazón de los prejuicios. Pero no fue el primero que padeció por sus ideas científicas. Otros, como Giordano Bruno, le precedieron. Busca información sobre este último y las circunstancias que le rodearon.

 

-Giordano Bruno, filosofo, astronomo, religioso y poeta, nace en Nápoles en 1548, que propuso una teoria cosmologica que superaba al modelo copernicano, en el cual se mostraba al sol como una entre más estrellas en el universo, y que por lo tanto, existirian infinitos mundos habitados por seres inteligentes.

  Años más tarde es traicionado y entregado a la santa Inquisición, ya que anteriormente fue acusado de herejía por sus teorias cosmológicas.

 Fue encerrado durante 8 años en el palacio del santo oficio del Vaticano a esperas del juicio, en el cual se le sentencio a morir en la hoguera.

 Sus teorias cientificas fueron una fuente de controversia en la socoedad de la época, pero estas inspiraron profundamente a otros pensadores, por lo que se le considera uno de los precursores de la Revolución científica.

 

 

 

 

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