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La cuántica te necesita – The Big Bell Test

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Habrás oído por ahí que se necesitan 30000 personas para hacer un experimento de mecánica cuántica.  No te preocupes, nadie tiene pensado tirar a la voluntariosa persona que quiera participar en el experimento por una doble rendija a ver si pasa por las dos rendijas a la vez.  Lo único que quieren es que elijas entre 1 y 0 en una secuencia de la forma más aleatoria posible.

El cotarro este lo está organizando la gente de:

bell-test

The Big Bell Test (en castellano)

Ahí tienes toda la información.  Te tienes que dar de alta y entrar en CONTRIBUYE. Encontrarás dos formas de participar, o bien pulsando 1 y 0 de forma aleatoria (te recomiendo que cierres los ojos y te pongas música que te guste mucho a alto volumen, con cascos mejor.  Eso es para que se aumente la aleatoriedad de la secuencia), o bien jugando un videojuego.  Ambas opciones las tienes ahí, la primera a la izquierda, la segunda a la derecha.

participar

Si quieres más información antes de participar aquí tienes la entrada al respecto de Naukas:

El Big Bell Test – Un experimento de física cuántica muy humano

En esta entrada vamos a explicar de qué va este experimento y por qué necesita de nuestra ayuda.  Para saber por qué vamos a jugar a lo que vamos a jugar.

Si cuando llegas al final de la entrada y te ha parecido maravillosa, vota a @Los3_Chanchitos en los premios bitácoras como mejor podcaster del año.  Si, esta entrada genera más de 100 clicks a las votaciones(se puede ver en las estadísticas, no tenéis que hacer nada más que votar) haremos un especial de Los 3 Chanchitos sobre el tema con vídeo incluido en nuestro canal de YouTube.   ¡Prometido!

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Ondas gravitacionales y fusión de agujeros negros para chanchitos

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Disfraz cortesía de @TazaRojaLaika

Hoy, 12 de febrero de 2016, Los Tres Chanchitos (@Los3_Chanchitos) nos hemos decidido a explicar el tema de las ondas gravitacionales y el descubrimiento de la fusión de agujeros negros.

Ayer, 11 de febrero de 2016, se anunció que, por primera vez, se había detectado una onda gravitacional de forma directa y que esta procedía del proceso de colisión y fusión de dos agujeros negros.

Aquí el audio del programa:

Que puedes descargar aquí:  #3chachitosPI para escuchar cuando mejor te venga.

En este blog se intentó explicar los puntos más esenciales de todo esto pero no es seguro que se consiguiera.  Así, tomando un poco más de perspectiva y con más tranquilidad vamos a intentar explicarlo todo de forma ordenada, en una única entrada y con gran uso de imágenes y vídeos.  Todo esto para que los chanchiters puedan seguir la explicación que vamos a dar en directo sobre el tema en SevillaWebRadio.com.

Una entrada locutada en directo, no podéis tener queja.

Por cierto, el artículo de LIGO está libre:

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Así se liga una onda gravitacional con LIGO. Para todo el mundo.

Pues a la espera, hoy 11 de febrero de 2016, de la rueda de prensa de LIGO en la que todos confiamos en que anuncien la primera detección directa de una onda gravitacional vamos a explicar en qué se basa el mecanismo de detección.

Para saber sobre Relatividad General:

Relatividad General — 100 años

Sobre ondas gravitacionales:

La que se avecina. Las ondas gravitacionales 1  —  Aquí discutimos el origen “matemático” de ondas y ondas gravitacionales.

La que se avecina. Las ondas gravitacionales 2 — En esta entrada vamos más a la idea que hay detrás del empeño por detectar ondas gravitacionales.

Interferencia de ondas

Una onda es una perturbación que se propaga y es periódica, al menos en el caso más simple, en espacio y tiempo.  La onda llega con la misma amplitud para intervalos de tiempos iguales y distancias al foco emisor iguales.  Hay casos más complicados pero con eso nos servirá.

La idea que tenemos todos en la cabeza más o menos es algo así:

circ1

Se produce una perturbación, por ejemplo en la superficie de una piscina, y se propaga una onda desde el foco emisor.

Ahora bien, si tenemos dos focos emisores, supongamos que tenemos la misma frecuencia en el perturbación, se generan dos ondas.  Pero las ondas no colisionan.  Lo que hacen las ondas es interferir.  Si las ondas se encuentran en regiones donde llegan con la máxima amplitud los efectos se suman, hay mayor intensidad. Si las ondas llegan a un punto en el que una de ellas llega en su máximo y la otra en su mínimo, entonces se contrarrestan.  Algo así:

circ4

Ahí se ve la superposición de ondas y como en unos puntos o regiones se refuerzan y en otras se cancelan.  Hemos generado un patrón de inteferencias.

¿Qué es LIGO?

LIGO viene de LASER INTERFEROMETRY GRAVITATIONAL (wave) OBSERVATORY,  observatorio de ondas gravitacionales por interferometría láser.

Un láser no es más que luz, una onda electromagnética, que tiene unas propiedades muy adecuadas para hacer interferencias.  Lo primero es que casi que es de un color puro, o mejor dicho, la frecuencia de la onda electromagnética se conoce muy bien.  Eso mola porque las interferencias salen mejor si cruzamos ondas de la misma frecuencia.  Además, los láseres actuales son de alta potencia, podemos tener mucha energía en el láser y eso ayuda a estudiar los fenómenos de interferencia.

Lo que hacemos es generar el láser, este haz de onda electromagnética se divide en dos caminos gracias a espejos especiales que dejan pasar la mitad de la onda y la otra la reflejan.  Así podemos dividir el haz y enviarlo en dos direcciones distintas.

En LIGO los láseres recorren brazos de 4km de largo.  Al final del camino rebotan en un espejo que los vuelve a enviar por donde han venido.  Los dos haces llegan otra vez al espejo divisor de haz del principio y se recombinan.

IFO

Es en esa recombinación donde se produce el patrón de interferencia.

Una cuestión importante es que el patrón de interferencia depende del camino total recorrido por cada uno de los haces. Variando el camino recorrido, la longitud de los brazos de LIGO variará el patrón de interferencia. Los brazos de LIGO que tienen este aspecto:

Aerial5

virgo1

Por lo tanto, en LIGO están permanentemente mirando el patrón de interferencia del interferómetro láser.

¿Ondas gravitacionales?

Como hemos comentado en distintas entradas anteriores, una onda gravitacional lo que hace es estirar y comprimir distintas direcciones del espacio.  En tres dimensiones es algo así en el caso más simple:

gw-waves-wave

Visto desde frente lo que veríamos es que una dirección se estira y la otra se contrae periódicamente:

GravitationalWave_PlusPolarization

 

Eso es el propio espacio ondulando, una maravilla. Una predicción de la Relatividad General.

¿Qué pasa en LIGO cuando pasa una onda gravitacional?

Pues como os podéis imaginar no pasa nada apreciable.  Las ondas gravitacionales seguro que llevan toda la vida pasando por aquí (en caso de existir) y no hemos notado nada.  Pero el cacharro ha de servir para algo y para lo que sirve es para notar esas dilataciones y contracciones del espacio.

De forma exagerada lo que pasa en LIGO durante el tránsito de una onda gravitacional es algo así:

giphy

Los brazos se alargarían y se acortarían en distintas direcciones.

Pero… ¡Un momento!  Eso tendría que producir un cambio en el patrón de interferencia dado que están cambiando las longitudes recorridas de los haces láser.  Y en efecto, eso es lo que busca LIGO, detectar ese movimiento de los brazos del interferómetro.

Ojito, lo que buscan ahí es una variación que es comparable a una distancia de 1/10.000 veces el tamaño de un protón.  Eso en metros es encontrar variaciones de:

0.0000000000000000001 metro  (No los cuentes, son 18 ceros)

De esas variaciones de distancias estamos hablando.  Si se ha conseguido es un orgullo y una satisfacción. Estamos a la espera del anuncio.

Nos seguimos leyendo…

Desmontando la muñeca rusa: La estructura de la materia

Estamos rodeados de materia.  Y la evolución nos ha hecho curiosos, así que la pregunta pertinente que nos hemos venido preguntando desde el inicio de la humanidad es evidente:

¿De qué está hecha la materia? ¿Cuál es su estructura?

Aquí hemos hablado ya de muchas cosas en orden de resolver estas cuestiones, pero el énfasis se ha puesto en la teoría.  Ahora lo que nos proponemos es mostrar evidencias experimentales que apoyan nuestros modelos teóricos. Así funciona la ciencia, no tiene sentido la teoría sin el experimento ni el experimento sin la teoría.  Por esto queremos empezar una serie de entradas donde se expliquen los experimentos más relevantes respecto a nuestro entendimiento de la materia.

Todas las entradas relacionadas con experimentos se irán recopilando en:

Cuentos Cuánticos Experimentales

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