Posts etiquetados ‘velocidad de la luz’


Ilustración del experimento (no a escala). El rayo no modulado de electrones interactúa con un láser polarizado lineal en un ondulador helicoidal, que les da a los electrones un golpe de energía que depende de su posición en el rayo láser concentrado. El haz luego viaja longitudinalmente a través de un “chicane” (una especie de dinamizador) que hace a los electrones con más energía alcanzar a los de menor energía (momento de compactación). El resultado es un haz de luz “microagrupado helicoidalmente” que irradia luz con OAM en la frecuencia fundamental dentro del ondulador planar. (Crédito: Erik Hemsing et al./Nature Physics)

Ilustración del experimento (no a escala). El rayo no modulado de electrones interactúa con un láser polarizado lineal en un ondulador helicoidal, que les da a los electrones un golpe de energía que depende de su posición en el rayo láser concentrado. El haz luego viaja longitudinalmente a través de un “chicane” (una especie de dinamizador) que hace a los electrones con más energía alcanzar a los de menor energía (momento de compactación). El resultado es un haz de luz “microagrupado helicoidalmente” que irradia luz con OAM en la frecuencia fundamental dentro del ondulador planar. (Crédito: Erik Hemsing et al./Nature Physics)

Científicos del National Accelerator Laboratory SLAC han descubierto un nuevo método para crear rayos coherentes de luz retorcida –luz que forma espirales alrededor de un centro a medida que viaja.

El nuevo método tiene el potencial de generar luz en espiral en pulsos más cortos, con mayor intensidad y un rango mucho mayor de longitudes de onda (incluyendo rayos X) de lo que es posible actualmente.

Descrita por vez primera hace dos décadas, la luz en espiral está atrayendo la atención de investigadores en campos tan diversos como las telecomunicaciones, computación cuántica, materia condensada y astronomía, ya que cuenta con una propiedad única:

Los investigadores han demostrado que puede transmitir más información a través de cables de fibra óptica que los estándares actuales de la industria.

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Traducido por Locaciencia

Mirando al pasado de hace 11 mil millones de años atrás, cuando el Universo era muy joven, los astrónomos han descubierto que la anatomía de diversas galaxias estudiadas no es tan diferente de como se ven las galaxias en el Universo cercano de hoy. Los resultados fueron obtenidos mediante el sistema CANDELS (Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey) de exploración de objetos del espacio profundo instalado en el Hubble. Es el proyecto más importante en la historia del telescopio Hubble, su objetivo es explorar la evolución de las galaxias en el universo primigenio, y las primeras semillas de estructura cósmica durante los primeros mil millones de años de vida del Universo después del Big Bang.

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En este artículo incluyo los capítulos 1y 2 del programa de Televisión “La Física de lo Imposible”, así como su versión con subtítulos en castellano.

Esta serie de TV explora las ideas revolucionarias de la ciencia ficción y la posibilidad de desarrollarlas en la vida real.

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La humanidad tiene una historia de fascinación con los “rayos de la muerte”. Nikola Tesla, indudablemente un genio, hacia el final de su carrera propuso varias invenciones estrambóticas. Sus defensores incondicionales apasionadamente afirman que fue un genio adelantado a su tiempo, y que tales invenciones eventualmente serán puestas en funcionamiento. Otros piensan que hacia el final de su carrera, a Nikola le patinaba un tornillo. Sea como sea, y hasta el día de su muerte, Tesla afirmaba haber inventado un rayo de la muerte.

Radar usado por G.B durante la 2da Guerra Mundial

Radar usado por G.B durante la 2da Guerra Mundial

En 1934, el Ministerio del Aire de Gran Bretaña encargó el estudio de la factibilidad de crear rayos de la muerte electromagnéticos. Los científicos británicos llegaron a la conclusión de que tales rayos eran imprácticos pero propusieron, en cambio, el uso de pulsos electromagnéticos para detectar aviones enemigos. Tales estudios fueron la base del radar. No es arriesgado afirmar que la posesión del radar en manos británicas fue una herramienta decisiva para el triunfo contra los alemanes en la Batalla de Inglaterra de 1940.

Hubo una ocasión anterior en la Historia en que se utilizaron “rayos de la muerte” en combate:

El rayo de la muerte de Arquímedes

El rayo de la muerte de Arquímedes

Arquímedes habría colaborado con las tropas locales para incendiar los buques de guerra romanos mediante espejos. El incidente habría ocurrido durante el sitio a Siracusa, en el 212 AC. Tal anécdota figura en numerosos libros de texto, pero es discutida hasta el día de hoy.

La primera razón por la que se discute la veracidad de tal uso del rayo de la muerte es que no figura en fuentes históricas antiguas contemporáneas al supuesto suceso.

Desde el punto de vista científico, en tiempos recientes, la famosa serie Myth Busters ha declarado tal proeza como un mito. Y por otra parte, en dos experiencias separadas, estudiantes del MIT han llegado a la conclusión de que, mediante el uso de suficientes espejos, se podría haber causado daños severos o graves a la flota invasora romana.

De todos modos, sea cierta o no esta anécdota sobre Arquímedes, son innumerables los restantes méritos de este sabio griego, desde su legado del Principio que lleva su nombre, la explicación del funcionamiento de la palanca, el tornillo que también lleva su nombre, y una extensa cantidad de artículos y tratados, los que lamentablemente, en su mayoría se han perdido.

Horno Solar en Francia

Horno Solar en Francia

En nuestros días, lejos ya de las historias o leyendas de la Antigüedad, el uso de espejos para concentrar la energía del Sol es una realidad de todos los días.

Un ejemplo de tales instalaciones es el horno solar en Odeillo, Francia, que utiliza espejos para concentrar la energía solar en un punto focal, en el que se consiguen temperaturas de hasta 3500°C. El calor generado se utiliza para generar electricidad, derretir metales, generar combustible hidrogenado y nanomateriales.


En los primeros capítulos de esta serie, hablamos de algunos errores famosos. Comentábamos que los dichos de dos personas importantes daban a entender, a finales del s.XIX, que ya casi no quedaba nada por descubrir (ver los capítulos “Adiós a la oficina de patentes” y “No hay final para esta aventura“).

En la historia hubo y habrá errores. Una vez, comentando con un compañero de trabajo sobre una obra de Freud, en la que teje una teoría sobre el profeta Moisés, le preguntaba cómo podía ser que una persona indudablemente capaz como Freud hubiera escrito un análisis histórico tan chapucero de la vida de Moisés. Para mí, Freud se enamoró de su teoría sobre Freud y consciente o inconscientemente (ejem, ejem!) se deslindó de las obvias fallas históricas en su teoría. Mi compañero me contestó algo, y aunque de ésto hace ya muchos años, todavía lo recuerdo: “Todos hacemos errores, los grandes hombres, a veces, comenten grandes errores”.

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Si Einstein viviera, podría subirse a una motoneta lumínica y extenderle una multa a los neutrinos, que han tenido al parecer la caradurez de moverse a velocidades mayores que las de la luz.

Así se desprende de experimentos repetidos en los últimos tres años, en los que neutrinos generados en el CERN(Suiza) son detectados en Gran Sasso(Italia). La distancia entre el emisor y el detector, de 732km., ha sido medida con ayuda de GPS, con una precisión de 20cm. La sincronización entre emisión y detección es también realizada con la ayuda de GPS.

La “violación de tránsito” de los neutrinos no es tan grave, según las medidas están excediendo la velocidad de la luz en sólo un 2%. Ningún policía podría extender una multa ante un error así en nuestras autopistas. Pero en el mundo de la física, aún un error tan pequeño, de ser confirmado, tendría consecuencias revolucionarias.

El error, pequeño, insinuaría una falla en la medida. Algunos dicen que la incógnita ya ha sido develada, y que el error ha sido causado por no tomar en cuenta diversos factores relativísticos. En tiempos absolutos el error medido entre el tiempo esperado, si los neutrinos se movieran a la velocidad de la luz, y el tiempo medido, es de 60 nanosegundos. Un nanosegundo es la mil millonésima parte de un segundo. Un tiempo que es imposible de imaginar a nuestras escalas humanas, pero que está haciendo temblar a los basamentos de la física moderna.

El tiempo dirá si un nuevo científico deberá corregir a Einstein, así como Einstein corrigió a Newton. O si, como en ocasiones anteriores, el entredicho se resuelve en favor de Einstein y la teoría de la relatividad sigue en pie.


Uno de los autores de ciencia ficción que más me gusta es Asimov. Uno de los delirios de Asimov fue la hipotética construcción de un modelo matemático que permitiera predecir el comportamiento de grandes grupos de seres humanos. A lo largo de su obra esta idea se fue desarrollando hasta llegar a un concepto crucial en sus libros: La psicohistoria.

En sus novelas más tempranas, uno puede ir enterándose sobre los avances de Asimov en sus estudios universitarios, reflejados en los temas de sus obras. En una de sus obras “psicohistóricas” tempranas, un científico usa un modelo que utiliza números imaginarios como soluciones para las ecuaciones de comportamiento.

Cuando un periodista formula hipótesis sobre la interpretación de tal solución, el cientifico se ríe. Le dice, más o menos, que una solución matemática no se puede extrapolar a la realidad y darle interpretación.

Bueno, pero resulta que con Einstein eso fue EXACTAMENTE lo que pasó. Lorentz introdujo un factor de “dilación temporal” para que “le den las cuentas”. Einstein tuvo el descaro (y tuvo razón) de decir que ese factor era absolutamente real.

Según Einstein en su Teoría de la Relatividad, el tiempo, la masa, y otros parámetros que creíamos constantes, se ven afectados por la velocidad de movimiento. Dicho sea de paso, no son teorías en el aire. Tienen aplicaciones prácticas. De todos los días.

Quien más, quien menos, ya todos conocemos, y utilizamos, a los dispositivos GPS. Los GPS se basan en relojes sumamente exactos ubicados en órbita geoestacionaria. Esos relojes incluyen un factor de correción relativista, si no, no funcionarían.

En aplicaciones un poco menos “populares”, como los aceleradores de partículas, los efectos de la Relatividad son bien palpables. La masa de las partículas aceleradas hasta que alcanzan tremendas velocidades, aumenta de forma considerable y si eso no se tuviera en cuenta, ningún acelerador de partículas funcionaría. Lo raro, o una de las muchas cosas raras, es que la partícula se ve a sí misma del mismo tamaño todo el tiempo. Somos nosotros los que la vemos más “gorda”, porque para nosotros ella viaja relativamente rápido. Señora, o señorita, la próxima vez que le digan que se la ve más gorda, Ud. podrá argumentar que eso pasa porque Ud. camina rápido.

Según lo que sabemos (o que creemos), nada puede alcanzar, ni mucho menos sobrepasar, la velocidad de la luz. Para alcanzar la velocidad de la luz, un objeto debería tener masa infinita. Lo que es imposible.

Por eso se dice que las partículas elementales que forman la luz, no tienen masa. Es la única manera de que se puedan mover a la velocidad de la luz.

Hay otro caso famoso sobre la interpretación al pie de la letra de una solución matemática. La realidad supera a Asimov…

Lo cuento en otro aporte.

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