Efecto Doppler

Esta vez hablaremos del efecto doppler. Como todas las cosas tienen un nombre que ha salido de algún sitio, a este efecto le viene de Johann Christian Andreas Doppler. (También se conoce como efecto Doppler-Fizeau en Francia y en los Países Bajos como efecto Doppler-Gestirne).

Johann Christian Andreas Doppler

Hombre de procedencia austríaca que propuso este efecto en su tratado "Über das farbige Licht der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels", es decir: "Sobre el color de la luz en estrellas binarias y otros astros."

Éste, es otro efecto del que dudo que cualquiera de vosotros no se haya percatado nunca. El característico sonido de una ambulancia o un coche de policía cuando nos pasa de largo.

Imagen desde Física 1M

Bien, este aparente cambio de frecuencia (de la onda del sonido en este caso) dado por el relativo movimiento del emisor de la misma con respecto a el/los receptor/es es lo que se conoce como EFECTO DOPPLER.

Hay que decir que Doppler expuso su hipótesis refiriéndose a las ondas en general. Fue otro científico, neerlandés en esta ocasión, Christoph Hendrik Diederik Buys Ballot, quien investigó, tres años
después de la publicación del tratado de Doppler, esta hipótesis  para las ondas de sonido, confirmando así que el tono de un sonido es más agudo cuando el emisor se está aproximando al receptor y más grave cuando se está alejando de él.

Armand Hippolyte Louis Fizeau descubrió por su cuenta que esto también se manifestaba en las ondas electromagnéticas en 1848; y de ahí que su apellido tenga lugar en el nombre del efecto en Francia.

En el espectro visible de la radiación electromagnética, si el cuerpo emisor de luz se aleja del observador, vemos que las líneas se desplazan hacia el rojo, que corresponde a longitudes de onda más amplias; sin embargo, si se acerca, se desplazarán hacia el azul, correspondiente longitudes más cortas. Un dato importante es que, para estos casos, esta desviación es mínima por muy elevada que sea la velocidad del
cuerpo emisor por lo que es imperceptible para el ojo humano y por ello utilizamos aparatos de precisión como los espectrómetros.

Esto ocurre porque la velocidad a la que se mueve la luz es muchísimo mayor que la velocidad a la que se mueve el cuerpo que la emite; pero si, como mencionamos antes, ponemos el caso de un móvil emisor de ondas sonoras, sí podemos apreciarlo con el oido ya que esta diferencia no es tan significativa.

Para entenderlo un poco mejor. Pongamos el caso de la ambulancia y pensemos que, si la ambualancia está inmóvil ante nosotros con la sirena puesta, el sonido de ésta se desplazará en todas direcciones de modo uniforme con lo que su amplitud de onda no varía y no notaremos cambios. Pero si esta ambulancia nos pasa de derecha a izquierda  cuando estamos parados en un semáforo, aunque el sonido también se emita en todas direcciones de modo uniforme, el móvil que lo produce se está "alejando de ese sonido" por un lado y  acercándose a el por el opuesto.

Como el móvil "persigue" las ondas que "emite hacia adelante" ya que ambos se mueven en el mismo sentido y, a su vez, "escapa" de las que "emite hacia atrás", teniendo en cuenta que en este caso el móvil se aleja de la onda y la onda del móvi por moverse en la missma dirección pero en sentidos opuestos.

Si pensamos en esto, nos daremos cuenta de que el hecho de que un móvil atraviese la barrera del sonido no es más que que haya conseguido "adelantar" a la onda sonora que emitía en su desplazamiento.

F/A-18 rompiendo la barrera del sonido

Explicación gráfica

Cómo siempre, aquí os dejo un enlace relacionado:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/doppler/doppler.html


Cita: "Las matemáticas convierten lo invisible en visible." Keith Devhin

El CERN y el LHC ¿Aparecerá el bosón de Higgs?

CERN -  European Organization for Nuclear Research

CERN Logo

En primer lugar, el nombre CERN ha salido del acrónimo de: “French Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, or European Council for Nuclear Research”; (textualmente desde su propia página web.) lo cual era un cuerpo provisional formado en 1952 con el fin de establecer una organización de investigación europea de física fundamental de calidad mundial.

En 1954, la organización se hizo oficial y pasó a llamarse European Organization for Nuclear Research. No obstante, el nombre CERN permaneció intacto.

Hoy, nuestro conocimiento de la materia es mucho más profundo que hace casi 60 años y el campo de investigación principal del CERN es la física de partículas: el estudio de los constituyentes fundamentales de la materia y las fuerzas que actúan entre ellos. Es por esto que, frecuentemente, también podemos verlo nombrado como European Laboratory for Particle Physics.

La misión del CERN es:

Research: Seeking and finding answers to questions about the Universe

Technology: Advancing the frontiers of technology

Collaborating: Bringing nations together through science

Education: Training the scientists of tomorrow

Es decir:

Investigar: Buscar y encontrar respuestas a las preguntas sobre el Universo.

Tecnología: Expandir las fronteras de la tecnología.

Colaboración: Unir naciones a través de la ciencia.

Educación: Formar a los científicos de mañana.

LHC (Large Hadrons Collider) – Gran Colisionador de Hadrones

Large Hadrons Collider

El LHC es un gigantesco instrumento científico situado cerca de Ginebra, donde “puentea” la frontera entre Suiza y Francia a unos100m bajo tierra. Es un acelerador de partículas utilizado por los físicos para estudiar las partículas más pequeñas conocidas. Los bloques más esenciales con lo que todo es construido. Esto revolucionará nuestro entendimiento desde el minúsculo mundo dentro de los átomos, hasta la inmensidad del Universo.

Dos haces de partículas subatómicas llamadas “hadrones”, tanto protones como iones, viajan en sentidos opuestos dentro de recorrido circular del acelerador, ganando energía con cada vuelta que dan. Los físicos usan el LHC para recrear las condiciones justo después del Big Bang, haciendo colisionar los dos haces frontalmente a energía muy alta. Grupos de físicos de todo el mundo analizan las partículas creadas en las colisiones usando detectores especiales en un número de experimentos dedicados al LHC.

Sus partes

 

Esquema/ejemplo de su funcionamiento

Hay muchas teorías sobre qué resultará de estas colisiones pero lo que es seguro es que un nuevo mundo valiente de física surgirá del nuevo acelerador. La física trata de describir el funcionamiento del Universo. Durante décadas, el Modelo Estándar de la física de partículas ha servido a los físicos para comprender las leyes fundamentales de la naturaleza. Pero eso sólo es parte de la historia. Sólo la información experimental usando las energías más altas conseguidas con el LHC puede impulsar el conocimiento, y aquellos que se atreven a soñar más allá del paradigma.

No sé que pensáis vosotros. ¿Aparecerá el esperadísimo Bosón de Higgs? Esperemos que sí. No olvidemos que, por ahora, sigue siendo una partícula elemental hipotética masiva predicha por el Modelo Estándar de la física de partículas.

Así se predicen las trazas que produzca el Bosón de Higgs

El enlace de hoy: http://press.web.cern.ch/public/en/About/About-en.html

Cita: "Para ser un buen científico hay que saber decir "no sé" a tiempo". Lee Smolin

Radiación Cósmica de Fondo

Estoy seguro de que absolutamente todos vosotros habéis visto alguna vez en vuestra televisión ese hormigueo de puntos blancos y negros cuando aparecía un canal que estaba sin programar. Nunca le dimos importancia, nunca pensamos más allá de los titilantes puntitos. Pero, ¿y si pensamos en que es el eco de la creación del universo tal como lo conocemos? Efectivamente, es una prueba remanente del Big Bang en "forma" de radiación electromagnética.

Su nombre en inglés, Cosmic Microwave Background, abreviado como CMB. También se conoce como radiación de fondo de microondas dado que su frecuencia, una de sus características por el hecho de ser una onda, tiene un valor de 160.2 GHz y una longitud de onda de 1'9 nm por lo que pertenece al intervalo de frecuencias en el que están acotadas las microondas (ver imagen 1). Además, posee características de la radiación que emite un cuerpo negro de 2.725K.

Imagen 1

En el año 1992, el satélite COBE, de la NASA, notificó la detección de anisotropías*, concretamente, desviaciones de la temperatura comparándola con el valor medio de la misma. Hay dos tipos de anisotropías para el CMB, la primaria, por efectos que tienen lugar en la última superficie de dispersión y en la anterior; y la secundaria, por interacciones, por ejemplo, con gases calientes o campos gravitatorios entre la última superficie de dispersión y el observador.

*La anisotropía es la propiedad general de la materia, que la caracteriza; debido  a ella, ciertas propiedades físicas, entre ellas la temperatura, varían en función de la dirección en que miden.

El CMB está polarizado con un nivel de unos cuantos microkelvins. Hay dos tipos de polarización, llamados modos E y B. Lo que presenta una analogía con la electrostática, en que el campo eléctrico (campo E) tiene un rotacional evanescente mientras que el campo magnético (campo B) tiene una divergencia evanescente. Los modos E aparecen de forma natural a partir de la difusión Thomson en un plasma heterogéneo. Los modos B, que no han sido medidos y se piensa que tienen una amplitud de como mucho 0,1µK, no se producen únicamente a partir del plasma. Son una señal de la inflación cósmica y son determinados a partir de la densidad de las ondas gravitacionales primigenias. La detección de los modos B es extremadamente difícil, particularmente dado que el grado de contaminación de fondo es desconocido y la señal de las lentes gravitacionales mezclan la fuerza relativa del modo E con el modo B.

Aquí os dejo otro enlace que considero interesante:

http://francisthemulenews.wordpress.com/category/fisica/astrofisica/page/2/

Cita: "Dicen que el hábito es una segunda naturaleza, quien sabe, empero, si la naturaleza no es primero un hábito". Blaise Pascal