El Acelerador de Partículas

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% d

e 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.

El acelerador de partículas. Primero se lanzan dos

heces de protones que alcanzan velocidades de la luz. Estes viajaran en direcciones opuestas creando, así una gran cantidad de energía que simulara el momento del Big Bang y por lo que podrán descubrir más cosas sobre el origen del Universo.

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.

Es un acelerador y colisionador de partículas ubicada entre la fortera franco-suíza . EN ella se lanzan dos heces de protones en direcciones opuestas produciendo altísimos niveles de enregía que nos permiten simular lo que se produjo instantes después del origen del Universo.

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 Partículas (LHC)

-Es el acelerador de partículas subatómicas más potente del mundo. Tiene forma circular. Mide 27 Km y está a una profundidad de unos 100 metros. Ubicado en la frontera franco- suíza.

-¿ En que consiste?

Se lanzan dos heces de protones

y estés giran en direcciones opuestas,

y cuando chocan producen una gran

cantidad de energía que nos permite

simular el instante después del origen

del Universo y descubrir otras partículas

que aún no se conocían y que son mucho

más pequeñas de las que conocemos.

• • 
    

  Conseil Européen pour la
  

  Recherche Nucléaire (CERN)

-Es el laboratorio de Física de partículas más grande del mundo y se encuentra es Ginebra.

-Proporciona su complejo de aceleradores y otras infraestructuras para la investigación de la Física a altas energías.

-20 estados miembros participan en esta organización y 4000 científicos e ingenieros. Controlan el LHC y otros proyectos desde su interior.

• 
  

• 

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?

Hace 300 mil años empezó la formación del Universo, gracias al enfriamiento se forma la energia y con ella los quarks. Comforme se va enfriando se hace la materia, es decir, los neutrones los protones y ese enfrimiento es lo que hace que el Universo sea opaco los primeros 300 mil años

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

Cuando los neutrones, protones, fotones,etc, se recombinan y hacen que el universo sea transparente, es decir, que se haga la luz.

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

Cópernico descubrió que la tierra giraba entorno al sol igual que los otros planetas. Y eso produjo un cambio de mentalidad muy grande ya que en esa época tenían otras creencias.

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

Escrutando la bóveda celeste, se dio cuenta de que había un universo repleto de Galaxias que viajaban a una distancia proporcional entre ellas. Decía que cuanto más lejos este una galaxia de otro más deprisa se alejarían.

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

Se produjo una expansión cósmica todavía activa hoy en día. Se ha medido por la radiación cósmica de microondas a través del satélite Europeo y por el satélite americano.

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 las estrellas primitivas se formaron de un material que no estaban formados por átomos y estes enrriquecieron el gas que ya había en el Universo. Nosotros estamos formados de de ese gas que formo esas y todas las estrellas. La tierra esta formada por hidrógeno y helio, que a su vez está enriquecido por otos elementos químicos como el carbon, el fósforo, etc, acompañada por gas.

En una estrella, cuando se da la luz, sintetizan sus átomos con hidrógrno y helio se vulven cada vez más pesados y una vez finalizada esa evolución las estrellas mueren

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

En los últimos dos siglos 1995 . Los exoplanetas son los que están en las estrellas y dónde hay vida.

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 partículas relocinadas con otras partículas denominadas neutrinos. Es una materia que esta ahí pero que no se ve porque no emiten luz. Esto no ha sido demostrado directamente pero se sabe que está ahí pero es muy difícil de detectar ya que se necesita mucha cantidad de neutrinos. Hay diez veces más materia oscura que materia común. La energía oscura es lo que hace que se expanda el Universo y que separa las galaxias en vez de unirlas, pero no se sabe que es.

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 Univeso?

El universo se está espandiendo debido a la energía oscura. Esto implica que en algún momento esta expansión alcanzará su punto máximo y el Universo se podría colapsar o bien contraer.

El Big Rip es una teoría que nos dice que por la gran cantidad de energía oscura se podría producir un gran desgarramiento.

10. Comenta la frase del astrofísico Luis Felipe Rodríguez: "El Universo esta hecho principalmente de ingredientes que aún no entendemos?

Supongo que, el astrónomo Luis Felipe Rodrígez, nos quiere decir , con esto, que aún no sabemos todo lo que compone el Universo a ciencia cierta.

11. Realiza una biografía del astrofísico Luis Felipe Rodríguez indicando sus principales aportaciones a la ciencia.

El astrónomo méxicano,Luis Felipe Rodríguez nació en mayo del 1948. Sus aportaciones más importantes son , principalmete el estudio del nacimiento de las estrellas, la investigación sobre los sitemas binarios de rayos X . También a echo aportaciones al estudio de fuentes energéticas de la Vía Láctea .

TEORÍA DE RELATIVIDAD GENERAL

Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)

Responde:

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

Para Isaac Newton (s.XVI) la lei de la gravedad era un fuerza que atrae a los cuerpos cuanto mayor sea su masa y cuánto más cerca este un cuerpo del otro. Por lo tanto según esta teoría si un planeta dejara de orbitar alrededor de su estrella, este viajaría por el espacio y no se detendría nunca. Einstein, por lo contario, decía que la gravedad no era una fuerza sino una consecuencia de la curvatura espacio-tiemporal y según esta teoría si un planeta dejara de orbitar alrededor de su estrella este saldría disparado por una perturvación espacial a velocidades de la luz.

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

La gravedad afecta al espacio cuando el objeto de la masa dice como tiene que curvarse el espacio, y el espacio dice como tiene que curvarse a la masa del objeto. En cuanto al tiempo, actúa según su campo gravitatorio, es decir, cuanto mayor sea su campo gravitatorio más lento pasará el 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.

La teoría de cuerdas es la teoría más aceptada en cuanto a la unificación de estas fuerzas fundamentales. Es una microescópica de la gravedad y consiste en la estructura fundamental de nuestro Universo ( como filamentos o cuerdas que están en continua vibración, unidos unos a otros).

.

TEORÍA DE CUERDAS:

http://www.youtube.com/watch?v=UouRr9F1--k

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.

ACTIVIDAD

1. Para el sistema heliocéntrico el sol está inmóvil 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. Las ideas correctas: los planetas giran alrededor del sol y la luna gira entorno a la Tierra. Lo que no es correcto es que el sol es inmóvil y que las estrellas estean fijas y mucho menos en una lejana esfera móvil. Las estrellas se mueven y no están fijas, son libres.
2. 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 fueel 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 nacio en Nápoles fue un astrónomo, filósofo, religioso y poeta italiano . Este desarrollo teorías en las que el sol era simplemente una estrella y que el universo tendría un infinito número de mundos en los que vivían gente inteligente. Fue condenado por la Santa Inquisición y quemado en la hoguera por herejía.

EL MÉTODO CIENTÍFICO

Actividad: Haz un breve resumen de lo visto en el vídeo:

Este vídeo nos cuenta que es el método científico. El método científico es modo que utilizamos para investigar algo. Y este proceso consta de 4 fases:

1. Planteamos el problema: en este caso el problema que nos plantea es si "el agua salada es conductor de la electricidad".

2. Formulación de una hipótesis: Es una suposición . "El agua salada es un buen conductor de la electricidad".

3. Observación y experimentación: en este paso se comprueba si la hipótesis es verdadera o falsa. Y para ello tenemos que hacer un experimento. En el vídeo utilizan un comprobador de corriente que tiene dos cables y una bombilla. Cuando unimos los dos cables, la bombilla se enciende. El siguiente paso para comprobar que el agua salada es conductor de la electricidad es metiendo en un bote con agua salada, los dos cables. Una vez echo esta prueba y ver que, efectivamente, se enciende, nos formulamos una pregunta. ¿ Cuál es el conductor el agua o el sal ?. En este caso cogemos dos botes uno con agua y el otro con sal y hacemos la misma prueba. Metemos los dos cables en el bote de sal y vemos que la bombilla no se enciende. Por lo tanto, sabemos que el sal no es conductor de la electricidad. Hacemos lo mismo con el agua y comprobamos que esta tampoco es conductor de la electricidad. Entonces deducimos que el agua o el sal por si solos no son conductores de la elecrtricidad, si no que lo que conduce la electricidad es la mezcla de ambas.

4. Conclusión: "El agua salada SI es conductor de la electricidad". En caso de que esto fuera falso, tendríamos que formular otra hipótesis y comprobar que esta, está bien .

Respuestas:

1ª PREGUNTA:

1. El acelerador de partículas.

2.La investigación con células madre.

3. La invención de los aparatos electrónicos.

4. La Biotecnología.

5. las energías renovables.

6. La investigación de sistemas alternativos de propulsión para el transporte.

7. El Genoma Humano.

8. Internet.

9. La energía de Fusión.

10. La biotecnología Humana.

2ª PREGUNTA:

A. El acelerador de partículas , porque podemos descubrir partículas que nunca antes hubiéramos imaginado que existen y porque gracias a este descubrimiento prodríamos hallar alguna respuesta en cuanto al origen del universo.

B. En cuanto a la investigación de las células madre, me resulta muy interesante ya que los expertos y científicos dicen que podríamos lograr curar muchas emfermedades que hoy en día no tienen tratamiento.

C. La invención de los aparatos electrónicos , a mi juicio, creo que ha sido un de los grandes avances que se han producido a lo largo de estas últimas décadas.

D. La biotecnología es un gran avance, dado que se pueden modificar productos ( medicamentos) para diferentes usos , por lo tanto esto nos beneficia.

E. Las energías renovables son y serán nuestro futuro, en cuanto, a lo que se refiere a la obtención de energía.

F. Los sistemas alternativos de propulsión son la forma que tenemos para transportarnos sin tener que depender del combustible fósil, es decir, el petróleo.

G. El genoma humano es, para mi el mayor descubrimiento. Saber el ADN de cada persona y saber, más adelante , como tratar emfermedades de forma individual me parece algo sorprendente.

H. Internet es un avance revolucionario, tanto en comunicación como en la búsqueda de imformación .

J. Me parece un tema muy interesante la energía de fusión dado que con ello podemos conseguir la misma energía o más que con la de fisión pero, en este caso, sin contaminar el medio ambiente.

K. Poder utilizar bacterias, plantas, incluso animales ( aunque no este totalamente de acuerdo con ello) para investigar la cuarción de otras emfermedades.

3ª PREGUNTA:

Creo que el gran problema de los científicos, hoy en día, es la falta de financiaciones para los proyectos científicos.

LA CIENCIA HOY EN DÍA

Hoy en día, la sociedad tiene una actitud ambivalente con respecto a la ciencia. Se da por hecho el continuo aumento del nivel de vida, fruto de los nuevos avances de la ciencia y la tecnología. Pero también se desconfía de la ciencia porque no se entiende.

Contesta a las siguientes preguntas en tu blog de la asignatura:

¿Cuales son los diez avances científicos más importantes que se han producido, a tu juicio, en las últimas décadas?

¿Te beneficias tú de esos avances?¿Cómo?

¿Cuales son los problemas más importantes de los últimos años que los científicos y la ciencia deberían tratar de solucionar?

Fecha de entrega: Para 1º Bac B, el 2 de Octubre del 2011. Para 1º Bac A, el 3 de Octubre del 2011