28 de abril de 2013

El espín de las partículas subatómicas


Espín (del inglés spin 'giro, girar'): propiedad física de las partículas subatómicas, por la cual toda partícula elemental tiene un momento angular intrínseco de valor fijo.

La intuición de que el spin corresponde al momento angular debido a la rotación de la partícula en torno a su propio eje sólo debe tenerse como una imagen mental útil, puesto que, tal como se deduce de la teoría cuántica relativista, el spin no tiene una representación en términos de coordenadas, de modo que no puede referir ningún tipo de movimiento.

Se trata de una propiedad intrínseca de la partícula como lo es la masa o la carga eléctrica.

El espín fue introducido en 1925 por Ralph Kronig e, independientemente, por George Uhlenbeck y Samuel Goudsmit.

El concepto de espín es aplicable a todas las partículas subatómicas, incluidos los protones, los neutrones y las antipartículas. Es un fenómeno exclusivamente cuántico, que no se puede relacionar de forma directa con una rotación en el espacio.

Propiedades del espín

Como propiedad mecanocuántica, el espín presenta una serie de cualidades que lo distinguen del momento angular clásico:
- El valor de espín está cuantizado, lo que significa que no pueden encontrarse partículas con cualquier valor del espín.
- Cuando se realiza una medición del espín en diferentes direcciones, sólo se obtienen una serie de valores posibles, que son sus posibles proyecciones sobre esa dirección.
- La magnitud total del espín es única para cada tipo de partícula elemental.
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27 de abril de 2013

Interacciones fundamentales entre partículas



La interacción nuclear fuerte es una de las cuatro interacciones fundamentales que el modelo estándar de la física de partículas establece para explicar las fuerzas entre las partículas conocidas.

Esta fuerza es la responsable de mantener unidos a los nucleones (protones y neutrones) que coexisten en el núcleo atómico, venciendo a la repulsión electromagnética entre los protones que poseen carga eléctrica del mismo signo (positiva) y haciendo que los neutrones, que no tienen carga eléctrica, permanezcan unidos entre sí y también a los protones.

Los efectos de esta fuerza sólo se aprecian a distancias muy pequeñas, del tamaño de los núcleos atómicos, y no se perciben a distancias mayores a 1 fm. A esta característica se la conoce como de corto alcance, en contraposición con las de largo alcance como la gravedad o la interacción electromagnética, que son estrictamente de alcance infinito.

Fuente: Wikipedia y otros sitios en internet.
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26 de abril de 2013

Constituyentes fundamentales de la materia (apunte) -



Advertencia: este apunte es una colección de conceptos que sólo pretende introducir al estudiante en un conocimiento superficial pero que estimo suficiente para un nivel inicial universitario.
Si logro interesar a los lectores y así impulsarlos a saber más acerca de alguno de ellos, habré logrado mi objetivo.
Prof. Daniel Aníbal Galatro
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Hadrones:

Un hadrón es una partícula subatómica que experimenta la interacción nuclear fuerte. Puede ser una partícula elemental o una partícula compuesta. Los neutrones y protones son ejemplos de hadrones.

Los hadrones se pueden subdividir en dos clases: bariones y mesones.

La mayor parte de los hadrones pueden ser clasificados por el modelo de quarks, que postula que todos los números cuánticos de los bariones se derivan de aquellos de los quarks de valencia. Para un barión estos son tres quarks, y para un mesón estos son un par quark-antiquark.

Cada quark es un fermión con B = 1/3.

Los estados excitados bariónicos o mesónicos son conocidos como resonancias. Cada estado fundamental hadrónico puede tener muchos estados excitados, y cientos han sido observados en experimentos con partículas. Las resonancias decaen extremadamente rápido (aproximadamente en 10−24 s) por las interacciones fuertes.

Los mesones que se encuentran fuera de la clasificación según el modelo de quarks se denominan mesones exóticos. Estos incluyen glueballs (bolas de pegamento), mesones híbridos y tetraquarks. Los únicos bariones que están fuera del modelo de quarks a la fecha son los pentaquarks, pero la evidencia de su existencia es poco clara desde 2005.

Todos los hadrones son excitaciones de una partícula de la teoría básica de la interacción fuerte, llamada cromodinámica cuántica. Debido a una propiedad llamada confinamiento que esta teoría experimenta a energías por debajo de la escala QCD, estas excitaciones no son quarks y gluones, que son los campos básicos, sino los hadrones que son compuestos, y no llevan carga de color.

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Una partícula subatómica es una partícula más pequeña que el átomo. Puede ser una partícula elemental o una compuesta, a su vez, por otras partículas subatómicas, como son los quarks, que componen los protones y neutrones. No obstante, existen otras partículas subatómicas, tanto compuestas como elementales, que no son parte del átomo, como es el caso de los neutrinos y bosones.

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La física de partículas y la física nuclear se ocupan del estudio de estas partículas, sus interacciones y de la materia que las forma y que no se agrega en los átomos.

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La mayoría de las partículas elementales que se han descubierto y estudiado no pueden encontrarse en condiciones normales en la Tierra, generalmente porque son inestables (se descomponen en partículas ya conocidas), o bien, son difíciles de producir de todas maneras. Estas partículas, tanto estables como inestables, se producen al azar por la acción de los rayos cósmicos al chocar con átomos de la atmósfera, y en los procesos que se dan en los aceleradores de partículas, los cuales imitan un proceso similar al primero, pero en condiciones controladas. De estas maneras, se han descubierto docenas de partículas subatómicas, y se teorizan cientos de otras más. Ejemplos de partículas teóricas son el gravitón y el bosón de Higgs; sin embargo, éstas y muchas otras no han sido observadas en aceleradores de partículas modernos, ni en condiciones naturales en la atmósfera (por la acción de rayos cósmicos).
Como partículas subatómicas, se clasifican también las partículas virtuales, que son partículas que representan un paso intermedio en la desintegración de una partícula inestable, y por tanto, duran muy poco tiempo.

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Los primeros modelos atómicos consideraban básicamente tres tipos de partículas subatómicas: protones, electrones y neutrones. Más adelante el descubrimiento de la estructura interna de protones y neutrones, reveló que estas eran partículas compuestas. Además el tratamiento cuántico usual de las interacciones entre las partículas comporta que la cohesión del átomo requiere otras partículas bosónicas como los piones, gluones o fotones.

Los protones y neutrones por su parte están constituidos por quarks. Así un protón está formado por dos quarks up y un quark down. Los quarks se unen mediante partículas llamadas gluones. Existen seis tipos diferentes de quarks (up, down, bottom, top, extraño y encanto).

Los protones se mantienen unidos a los neutrones por el efecto de los piones, que son mesones compuestos formados por parejas de quark y antiquark (a su vez unidos por gluones). Existen también otras partículas elementales que son responsables de las fuerzas electromagnética (los fotones) y débil (los neutrinos y los bosones W y Z).

Los electrones, que están cargados negativamente, tienen una masa 1/1836 de la del átomo de hidrógeno, proviniendo el resto de su masa del protón. El número atómico de un elemento es el número de protones (o el de electrones si el elemento es neutro). Los neutrones por su parte son partículas neutras con una masa muy similar a la del protón. Los distintos isótopos de un mismo elemento contienen el mismo número de protones pero distinto número de neutrones. El número másico de un elemento es el número total de protones más neutrones que posee en su núcleo.

Continuará en otros apuntes.
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18 de abril de 2013

Cálculo de las funciones elementales con precisión grande


Se expone el cálculo de las funciones elementales con precisión grande, utilizando las series Taylor, las operaciones con enteros grandes o con decimales largos y algunas relaciones funcionales. En este trabajo se dan por conocidos los desarrollos da las funciones elementales en series Taylor y los métodos para operar con números enteros grandes y decimales largos.
Los programas informáticos están escritos en el lenguaje Visual-Basic.

Autor: Aladar Peter Santha
Cálculo de las funciones elementales con precisión grande
Con series Taylor
http://www.monografias.com/cgi-bin/jump.cgi?ID=180822
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26 de marzo de 2013

LA SERPIENTE ROBOTICA


Latamisrael
LA SERPIENTE ROBOTICA
24/03/2013

Hay muchas escenas de desastre donde los grupos de rescate no se atreven a pisar, aunque hayan personas que necesiten ayuda. Un edificio colapsado es una trampa mortal, también para los rescatistas, cuyo más mínimo movimiento equivocado puede desencadenar una avalancha que los entierre junto a quienes vinieron a rescatar.

La Serpiente Robot que ha sido desarrollada por el Technion , es un robot en miniatura que se desliza en zonas de desastre de cualquier tipo. Es lo suficientemente ligera como para no causar daños y, equipadas con cámaras y sensores, puede trazar un camino para que los rescatistas puedan entrar sin dañar la estructura, así como determinar con exactitud dónde están los sobrevivientes.

El sistema puede ser utilizado en cualquier situación y proveer la información previa acerca de una situación que necesita prepararativos especiales para que los equipos de rescate logren hacer su trabajo.

la serpiente robótica podría ser útil en la guerra urbana y subterránea, ya que permite la inspección y vigilancia de los sistemas de alcantarillado, túneles estrechos, o alcantarillas, inaccesibles por otros sistemas.

Otra ventaja de este tipo de robots es el hecho de que todo el robot actúa como brazo altamente flexible que tiene múltiples grados de libertad (DOF).

La serpiente es altamente maniobrable ya que puede maniobrar a través de terrenos difíciles, hacerlo sigilosamente dentro de edificios, y usar sus sensores para explorar sus interiores.

El robot es capaz de llevar sensores desechables que puedan ser separados y dejados en puntos estrategicos para controlar la actividad en el interior de edificios. Cuando la actividad dentro de edificios resulta sospechosa y es detectada, el robot sigiloso será capaz de identificar objetivos específicos mientras permanece virtualmente desapercibida, y podra dejar tras de si cargas explosivas temporizadas.

Como sensores primarios, el robot está equipado con una cámara termográfica, cámaras en miniatura o de poca luz sensores de TV y, posiblemente, escáneres láser que funcionan como radar láser (LADAR).

Como cada uno de los enlaces está integrado con cámaras, todo el grupo es redundante, tiene vista múltiple de 360 ??grados de sus alrededores, con cartografía de zonas de interior y subterráneas por radar láser.

No os perdais el video de la serpiente a continuación.

http://youtu.be/6k_yrwash9w


A diferencia de la serpiente anterior que tiene un DOF único por cada enlace, requiriendo 16 eslabones para formar la flexibilidad necesaria y capacidad de maniobra, cada uno de los enlaces de nuevo robot tiene dos articulaciones, proporcionando 2 DOF por enlace, por lo tanto, el número de enlaces por ‘robot serpiente puede reducirse a ocho.

Los motores integrados en el nuevo diseño tienen un momento significativamente más alto. Cada enlace está equipado con su propio sistema inercial, que informa sobre su posición relativa (a otros elementos), lo que permite el movimiento automático de maniobra y control para determinar la posición de todo el robot, y determinar el próximo movimiento para llevar al robot más cerca de su objetivo, a través de terreno difícil y a lo largo de la trayectoria de movimiento seleccionado para dicho movimiento.

Este prototipo que pesa 7kg utiliza elementos de aluminio para satisfacer el nivel de robustez requerida para la operación de campo. Sin embargo, para los modelos de producción investigadores del Technion esperan que el peso se reducirá a la mitad, por debajo de 4kg, tanto en las partes de aluminio con materiales durareros compuestos.

http://latamisrael.com/la-serpiente-robotica

Enviado desde Israel por Raúl Reuben Vaich.
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9 de marzo de 2013

Un interesante horno solar

Detalles
Horno tipo una bolsa que se despliega cada vez que necesite confeccionar los alimentos en un horno con capacidad para tres personas, utilizando únicamente la energía solar. Ultra-portátil, ligero y plegable, este modelo es ideal para realizar excursiones, camping o playa.
Como en el horno tradicional requiere un tiempo de precalentamiento de aproximadamente 15-20 minutos. Con el horno portátil, pueden calentar los alimentos y cocinar alimentos sencillos: huevos, verduras, pedazos de carne o pescado."

Características:
Cocinar suavemente, manteniendo el control de nutrientes y la distribución
Montaje rápido: 1 minuto
Máximo 3 personas
Incluye libro de recetas y manual de instrucciones
Materiales: tela, aluminio, polietileno
El envase no incluido
Temperatura máxima: 115 ° C

En Portugal:
PT +351 967151445 | Fax +351 234240954

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28 de febrero de 2013

El otro Albert Einstein



Cristina Schoeder nos ha hecho llegar una nota en la que se revela, dice, la otra cara del famoso físico creador, entre otras cosas, de la Teoría de la Relatividad.
Coherentes con nuestro permanente compromiso con la verdad, aquí lo transcribimos para que se pueda escuchar "la otra campana" y así nuestros lectores puedan sacar sus propias conclusiones.

Prof. Daniel Aníbal Galatro
(en la imagen: Albert Eistein con Mileva Maric).
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Mileva Maric y Albert Einstein se conocieron en la Universidad Politécnica de Zürich a finales del siglo XIX. Maric era la única mujer que estudiaba matemáticas y física en aquella universidad. En 1896 iniciaron una relación sentimental y Einstein estaba fascinado por la intensa colaboración intelectual que recibía de parte de su compañera serbia. A la única persona que disgustaba aquella relación era a la madre del genio, una alemana misógina y xenófoba, que nunca vio con buenos ojos a la serbia: “Ella es un libro igual que tú, pero lo que tú necesitas es una mujer. Cuando tengas 30 años, ella será una vieja bruja”.

Como sea, la pareja estaba flechada porque ambos hablaban el mismo lenguaje: ella le dio clases de matemáticas (que nunca fueron el fuerte de Einstein), preparaban juntos sus exámenes y compartían el mismo interés por la ciencia y por la música. Einstein le escribió en 1900: “Estoy solo con todo el mundo, salvo contigo. Qué feliz soy por haberte encontrado a ti, alguien igual a mí en todos los aspectos, tan fuerte y autónoma como yo”.

En 1902, Einstein se trasladó a la ciudad de Berna, Suiza, donde consiguió empleo en una oficina de patentes. Tras cinco años de convivencia Albert y Mileva terminaron casándose a comienzos de 1903 y tuvieron su primer hijo al año siguiente. En sus ratos libres, Einstein desarrolló, entre otras cosas, la Teoría de la relatividad especial que habría de revolucionar la física moderna. Los frutos de su trabajo fueron publicados en 1905, en la -en aquel entonces- prestigiosa revista Annalen der Physik.

Cuando se le preguntaba a Mileva por qué no firmaba los artículos que elaboraba junto a su esposo, su respuesta era: "Wir sind ein Stein!" (Somos Einstein), que en alemán significa “somos una piedra”.

Esta es más o menos la historia oficial, la que todos sabemos; pero se puede ahondar un poco más en la vida privada del genio, en sus inicios y sobre todo, en la relación con su primera esposa.
Aunque Mileva fue una sobresaliente matemática, nunca terminó formalmente sus estudios, en cambio Albert pudo defender su tesis doctoral en 1905. Para 1908, Einstein consiguió finalmente un puesto de profesor en la Universidad de Berna. En cuanto a Mileva, el matrimonio la obligó a abandonar definitivamente la universidad y la física.

Existen varias cartas del noviazgo en las que Einstein debate con ella sus ideas de la relatividad e inclusive se refiere a “nuestra teoría” y le da un trato de colega. A partir de estas evidencias hay estudiosos que concluyen que las ideas fundamentales de la teoría de la relatividad fueron de Mileva Maric, quien no pudo continuar con su carrera puesto que se hizo cargo del cuidado de los hijos, uno con retraso mental, lo que desde luego le exigió más cuidados maternales. Incluso ahora se sabe que engendraron una niña en 1902, antes de casarse, de la cual se sabe muy poco, sólo que la entregaron en adopción.

Mientras ella cuidaba de sus hijos y renunciaba a la ciencia, Einstein desde su puesto académico tuvo el tiempo suficiente para concluir sus estudios y desde luego para desarrollar la teoría, de la que se sabe ahora, no todo el crédito era suyo. En esa pareja de físicos alguien tenía que cuidar a los niños, alguien tenía que lavar y preparar la comida; y ése fue el papel que Einstein y la sociedad patriarcal asignaron a Mileva, quien subordinó todas sus aspiraciones a los objetivos de su esposo y puso todos sus conocimientos a su servicio.

"Mi gran Albert ha llegado a ser célebre, físico respetado por los expertos que se entusiasman por él. Trabaja incansablemente en sus problemas. Puedo decir que sólo para eso vive. Tengo que admitir, no sin vergüenza, que para él somos secundarios y poco importantes", escribía Mileva a unos amigos. Einstein a su vez admitía: "Nuestra vida en común se ha vuelto imposible, hasta deprimente, aunque no sé decir por qué".

Con el paso del tiempo la relación se tornó disfuncional. Ella ya no le resultaba divertida y tampoco le aportaba nuevas ideas ni conocimientos. Las “Reglas de conducta” que Albert Einstein le impuso por escrito en 1914 son una cruda muestra de su autoritarismo y, a su vez, del machismo y violencia sicológica que ejerció en contra de Mileva:

“A. Te encargarás de que: mi ropa esté en orden, que se me sirvan tres comidas regulares al día en mi habitación, que mi dormitorio y mi estudio estén siempre en orden y que mi escritorio no sea tocado por nadie, excepto yo.
B. Renunciarás a tus relaciones personales conmigo, excepto cuando éstas se requieran por apariencias sociales. En especial no solicitarás que: me siente junto a ti en casa, que salga o viaje contigo.
C. Prometerás explícitamente observar los siguientes puntos cuanto estés en contacto conmigo: no deberás esperar ninguna muestra de afecto mía ni me reprocharás por ello, deberás responder de inmediato cuando te hable, deberás abandonar de inmediato el dormitorio o el estudio y sin protestar cuanto te lo diga.
D. Prometerás no denigrarme a los ojos de los niños, ya sea de palabra o de hecho.”

Con este tipo de imposiciones obviamente que las cosas no funcionarían nunca, por lo que los Einstein terminaron separándose en 1914. Einstein volvió a casarse en 1915 con una de sus primas, Elsa Einstein, quien también era divorciada y tenía dos hijas. Esta nueva relación marital fue como un necesario soplo de vida para el aún desconocido físico, ya que apenas un año después y con una inusual lucidez y energía dio a conocer su famosa Teoría General de la Relatividad.

Elsa fue la mujer sumisa que Einstein buscaba. En silencio y total sumisión supo mantenerse a prudente distancia, dedicada al hogar y facilitándole el trabajo de investigación. Su doméstica obediencia dio un paso más cuando aceptó organizarle la agenda y restringirle el número de visitantes que aspiraban hablar con él, a medida que crecía su fama.

De los hechos se desprende que Einstein nunca necesitó una esposa sino una secretaria, y que no quiso formar una pareja científica ni conceder crédito alguno en su teoría a su ex esposa Mileva. Quizá por eso, de alguna manera le pagó por su aporte, al otorgarle el dinero que ganó por el Premio Nobel de Física.

Un detalle bastante revelador aportado por la feminista alemana Senta Trömel-Plözt es que, cuando Albert y Mileva se separaron oficialmente en 1919, el documento del divorcio incluyó una cláusula de que, en caso de recibir Einstein algún premio por los artículos publicados en 1905 en los Annalen der Physik, debía entregárselo íntegramente a Mileva. ¿Tenía la esperanza Mileva que ese trabajo revolucionaría al mundo? ¿Cómo pudo saberlo si no fue parte del mismo? Fue en los años de su vida conjunta, hasta 1914, cuando nacieron las obras más importantes de Einstein, por lo que algunos creen que el papel de su mujer era significativo, sobre todo en matemáticas, materia en la que alguna vez brilló en su Facultad.

Y fue así que en 1921 Albert Einstein ganó el Nobel de Física por sus publicaciones de 1905, y un año después le entregó la totalidad del dinero del premio a su ex-esposa. Y también hay que decirlo: Einstein era un misógino empedernido. Estaba convencido de que “muy pocas mujeres son creativas. No enviaría a mi hija a estudiar física. Estoy contento de que mi segunda mujer no sepa nada de ciencia”. Decía también que “la ciencia agría a las mujeres”, de ahí la opinión que tenía de Marie Curie: “nunca ha escuchado cantar a los pájaros”. Aun así, dentro de ese machismo recalcitrante, fue quien acuñó la célebre frase: “¡Triste época la nuestra! Es más fácil desintegrar un átomo que un prejuicio”.

Mileva vivió hasta el último de sus días en Zúrich, en un apartamento con vista a la facultad en la que estudiaron juntos. El piso fue comprado justamente con el dinero del Premio Nobel.

Sirva este pequeño retrato de Mileva Maric como homenaje a esas miles, millones de abnegadas esposas y madres, que han sacrificado sus sueños, carreras e ideales, porque el instinto maternal y el amor han sido más fuertes que el estatus.

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9 de febrero de 2013

La historia de las pilas eléctricas



La primera pila eléctrica fue dada a conocer por Alessandro Volta en 1800 mediante una carta que envió al presidente de la Royal Society.
Se trataba de una serie de pares de discos de cinc y de cobre, separados unos de otros por trozos de cartón o de fieltro que median unos 3 cm. de diámetro.
El invento consistía una novedad absoluta y gozó de un éxito inmediato y muy merecido, ya que inició la era eléctrica en que actualmente vivimos al permitir el estudio experimental preciso de la electricidad, superando las enormes limitaciones que presentaban para ello los generadores electroestáticos, que eran los únicos que existían hasta el momento, 
Otra configuración también utilizada y descrita por Volta para el aparato estaba formada por una serie de vasos con liquido, en los que se sumergían las tiras de los metales, conectando externamente un metal con otro.

Inmediatamente empezaron a hacerse por toda Europa y América innumerables pruebas con diversos líquidos, metales y configuraciones, tratando de mejorar las características del aparato original cosa que pocas veces se consiguió, pero que origino una infinidad de distintos tipos de pilas, de los cuales no ha quedado memoria mas que de los más notables.

Areli Jazheel

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