Aprender a pensar

Sir Ernest Rutherford, padre de la física nuclear y Premio Nobel de Química en 1908, solía contar la siguiente anécdota:

“Hace algún tiempo, recibí la llamada de un colega. Estaba a punto de poner un cero a un estudiante por la respuesta que había dado en un examen de física, pese a que éste afirmaba con rotundidad que su respuesta era absolutamente acertada. Profesores y estudiantes acordaron pedir arbitraje de alguien imparcial y fui elegido yo.

La pregunta del examen era: Demuestre como es posible determinar la altura de un edificio con la ayuda de un barómetro. La respuesta del estudiante fue la siguiente: lleve el barómetro a la azotea del edificio y átele una cuerda muy larga. Descuélguelo hasta la base del edificio; marque y mida. La longitud de la cuerda es igual a la altura del edificio.

Realmente el estudiante había planteado un serio problema con la resolución del ejercicio, porque había respondido a la pregunta correcta y completamente. Por otro lado, si se le concedía la máxima puntuación, podría alterar el promedio de su año de estudios, obtener una nota mas alta y así certificar su alto nivel en física; pero la respuesta no confirmaba que el estudiante tuviera ese nivel. Sugerí que se le diera al alumno otra oportunidad. Le concedí seis minutos para que me respondiera la misma pregunta pero esta vez con la advertencia de que en la respuesta debía demostrar sus conocimientos de física.

Habían pasado cinco minutos y el estudiante no había escrito nada. Le pregunté si deseaba marcharse, pero me contestó que tenía muchas respuestas al problema; su dificultad era elegir la mejor de todas. Me excusé por interrumpirle y le rogué que continuara. En el minuto que le quedaba escribió la siguiente respuesta: coja el barómetro y láncelo al suelo desde la azotea del edificio,y mida el tiempo de caída con un cronómetro. Después aplique la formula altura = 0,5 por la gravedad y por el tiempo al cuadrado, y así obtenemos la altura del edificio. En este punto le pregunté a mi colega si el estudiante se podía retirar. Le dio la nota más alta.

Tras abandonar el despacho, me reencontré con el estudiante y le pedí que me contara sus otras respuestas a la pregunta.

-Bueno, hay muchas maneras. Por ejemplo, coges el barómetro en un día soleado y mides la altura del barómetro y la longitud de su sombra. Si medimos a continuación la longitud de la sombra del edificio y aplicamos una simple proporción, obtendremos también la altura del edificio.

-Perfecto, ¿y de otra manera?

-Sí. Este es un procedimiento muy básico para medir un edificio, pero también sirve. En este método, coges el barómetro y te sitúas en las escaleras del edificio en la planta baja. Según subes las escaleras, vas marcando la altura del barómetro y cuentas el numero de marcas hasta la azotea. Multiplicas al final la altura del barómetro por el número de marcas que has hecho y ya tienes la altura.

-Ese es un método muy directo.

-Por supuesto. Si lo que quiere es un procedimiento mas sofisticado, puede atar el barómetro a una cuerda y moverlo como si fuera un péndulo. Si consideramos que cuando el barómetro está a la altura de la azotea, la gravedad es cero y si tenemos en cuenta la medida de la aceleración de la gravedad al descender el barómetro en trayectoria circular al pasar por la perpendicular del edificio, de la diferencia de estos valores, y aplicando una sencilla fórmula trigonométrica, podríamos calcular, sin duda, la altura del edificio. En este mismo estilo de sistema, atas el barómetro a una cuerda y lo descuelgas desde la azotea a la calle. Usándolo como un péndulo puedes calcular la altura midiendo su periodo de oscilación.

En fin, concluyó, existen otras muchas maneras. Probablemente, la mejor sea coger el barómetro y golpear con él la puerta de la casa del conserje, y cuando abra, decirle: ‘Señor conserje, aquí tengo un bonito barómetro. Si usted me dice la altura de este edificio, se lo regalo’.

En este momento de la conversación, le pregunté si no conocía la respuesta convencional al problema. Dijo que la conocía, pero que durante sus estudios, sus profesores habían intentado enseñarle a pensar”.

La respuesta convencional al problema era que la diferencia de presión marcada por un barómetro en dos puntos diferentes nos proporciona la diferencia de altura entre estos puntos.

Aquel estudiante, a quien sus profesores habían enseñado a pensar, se llamaba Niels Bohr, físico danés, quien se basaría en las teorías de Rutherford, para publicar su modelo atómico en 1913, introduciendo la teoría de las órbitas cuantizadas, obteniendo el premio Nobel de Física en 1922.

El gran colisionador de Hadrones (LHC) - (parte II)

Algunas preguntas sin respuesta

¿Por qué el LHC?

El LHC fue construido para ayudar a los científicos a responder a ciertas preguntas esenciales de la física de las partículas para las que todavía no hay respuesta. La energía sin precedentes que alcanzará podría incluso revelar resultados completamente inesperados.


A lo largo de los últimos decenios, los físicos han podido describir cada vez con más precisión las partículas fundamentales que constituyen el Universo, así como sus interacciones. Esta comprensión del Universo constituye el modelo standard de la física de partículas. Pero tal modelo presenta fallos y no lo explica todo. Para llenar esas lagunas, los científicos necesitan datos experimentales y el LHC les permitirá superar la siguiente etapa.

La obra inacabada de Newton: ¿qué es la masa?

¿De dónde procede la masa? ¿Por qué esas minúsculas partículas tienen su propia masa? La pregunta ha sido objeto de debates.

La explicación más plausible podría ser el papel del bosón de Higgs, una partícula esencial para la coherencia del modelo standard. Teorizada por primera vez en 1964, esta partícula nunca ha sido observada hasta ahora.

Los experimentos ATLAS y CMS buscarán las señales de esta partícula.

Un problema invisible: ¿de qué está constituido el 96% del Universo?

Todo lo que vemos en el Universo, desde las hormigas hasta las galaxias, está constituido por partículas ordinarias. Esas partículas se denominan colectivamente materia, y forman el 4% del Universo. Se cree que el resto del Universo está constituido por materia negra y energía oscura, pero por desgracia éstas son difíciles de detectar y de estudiar si no es a través de las fuerzas gravitacionales que ejercen. La exploración de la naturaleza de la materia negra y de la energía oscura es, hoy por hoy, uno de los mayores desafíos de la física de partículas y de la cosmología.

Los experimentos ATLAS y CMS buscarán partículas supersimétricas a fin de ensayar una hipótesis plausible sobre la naturaleza de la materia negra.

El favoritismo de la Naturaleza: ¿por qué no hay más antimateria?

Vivimos en un mundo hecho de materia; todo en el Universo, incluidos nosotros, está constituido por materia. La antimateria es como la hermana gemela de la materia, pero con una carga eléctrica opuesta. Durante el Big Bang que marcó el nacimiento del Universo, debieron producirse materia y antimateria en cantidades iguales. No obstante, cuando las partículas de materia y de antimateria se encuentran, se aniquilan mutuamente y se transforman en energía. De una forma u otra, una ínfima fracción de materia debió persistir para formar el Universo en el cual vivimos hoy, y en el que prácticamente no subsiste antimateria. ¿Por qué la Naturaleza parece tener preferencia por la materia en detrimento de la antimateria?

El experimento LHCb buscará las diferencias entre materia y antimateria y contribuirá a responder a esta pregunta. Experimentos precedentes ya revelaron una ligera diferencia de comportamiento, pero lo que se ha observado hasta hoy está lejos de ser suficiente para explicar el aparente desequilibrio materia-antimateria en el Universo.

Los secretos del Big Bang: ¿qué aspecto tenía la materia en los primeros instantes del Universo?

La materia podría tener como punto de origen un cóctel caliente y denso de partículas fundamentales, formado una fracción de segundo después del Big Bang. Los físicos creen que en aquel instante había más tipos de partículas fundamentales que las que quedan hoy. A fin de estudiar las partículas que ya no existen, el experimento ALICE utilizará el LHC para recrear condiciones similares a las que reinaban justo después del Big Bang. El detector ALICE ha sido especialmente concebido para analizar un estado particular de la materia, denominado plasma de quarks y de gluones, que se cree existió justo después de la creación del Universo.

Mundos ocultos: ¿existen verdaderamente otras dimensiones?

Einstein demostró que las tres dimensiones del espacio están ligadas al tiempo. Teorías más recientes proponen la existencia de otras dimensiones espaciales ocultas; la teoría de las cuerdas, por ejemplo, postula la existencia de seis dimensiones espaciales suplementarias que todavía no habrían sido observadas nunca. Podrían ser detectadas a energías muy altas, y por esa razón los datos recogidos por todos los detectores serán cuidadosamente analizados a fin de no pasar por alto ningún indicio de otras dimensiones.

Continuará en la proxima entrega ...

Crédito de la imagen: CERN

Información compilada de este excelente post en el sitio Taringa

Fuente de la información

Análisis de la seguridad del LHC - El polémico experimento del CERN

Desde hace unos meses, se está especulando en gran cantidad de medios de comunicación sobre la posibilidad de que el funcionamiento del LHC (Gran Colisionador de Hadrones) acabe con la Tierra, y quizás con gran parte del universo.

La base de todas estas ideas catastrofistas apareció cuando dos científicos denunciaron ante un tribunal la puesta en marcha del LHC porque según ellos, existía un 75% de probabilidades de que la Tierra se extinguiera.

Como era de esperar, no se ha paralizado nada, y el día 10 se harán circular los primeros haces por todo el circuito. Las primeras colisiones tendrán lugar el día 21 de septiembre, fecha de la inauguración.

El problema de toda esta historia está en que la denuncia ha sido realizada por un científico, y ha aportado datos. Y cuando una persona con estudios aporta datos, la gran mayoría de la gente no se preocupa ni en contrastarlos, ya sea porque lo creen cual divinidad celestial, o sencillamente porque no son expertos en el tema.

Debido a esto, un grupo de expertos sobre seguridad del LHC (el grupo LSAG) ha realizado un comunicado donde nos explica de una forma muy sencilla las probabilidades de que el acelerador acabe con nuestro querido planeta.

¿Qué por qué no se ha dado tanto bombo a esta información como se ha hecho con todas las noticias sobre el fin del mundo?

Bueno, es lógico. ¿Qué vende más, el fin del mundo, o la noticia de que todo seguirá igual? Aunque de hecho, los descubrimientos que se pueden realizar gracias a esta tecnología pueden dar un increíble salto en la física.

Pero claro, la física sólo interesa a los físicos, a no ser que acabe con la existencia del mundo en el que vivimos.

El informe sobre seguridad en el LHC lo podéis encontrar en la web oficial del grupo, aunque aquí tenéis el resumen en castellano. Las ideas más importantes que aportan son, entre otras:

Todo lo que el LHC pueda hacer lo ha hecho ya la naturaleza muchas veces a lo largo de la vida media de la Tierra y de otros cuerpos celestes.

Durante miles de millones de años la naturaleza ha generado sobre la Tierra tantas colisiones como un millón de experimentos equivalentes al LHC, y el planeta Tierra todavía existe.

El universo entero produce más de 10 millones de millones de experimentos como el LHC por segundo. La posibilidad de consecuencias peligrosas contradice lo que los astrónomos observan, las estrellas y las galaxias todavía existen.

De acuerdo con las bien conocidas propiedades de la gravedad, descritas por la teoría de la relatividad de Einstein es imposible que agujeros negros microscópicos se puedan producir en el LHC.

Existen algunas teorías especulativas que predicen la producción de agujeros negros microscópicos en el LHC. Estas teorías predicen que tales partículas se desintegrarían inmediatamente. Por lo tanto los agujeros negros no tendrían tiempo de absorber materia suficiente como para causar efectos macroscópicos.

Las especulaciones sobre los agujeros negros microscópicos en el LHC se refieren a partículas producidas en las colisiones de pares de protones, cada uno de los cuales tiene una energía comparable a la de un mosquito volando.

Ahora que tenemos esta nueva información, impongamos nuestro criterio y analicemos cuál tiene más credibilidad, si ésta o la que dice que el mundo se acaba.

Pero no nos creamos todo lo que nos dicen sin contrastarlo antes. Incluido esto, por supuesto.

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Explicacion Paso a Paso "El Gran colisionador de Hadrones"

Nuevo experimento del CERN podría provocar el fin del mundo

Fuente: Genciencia