Búsqueda · 14 momentos en 7 episodios
Francis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetbalanza de torsión y materia oscuracolisiones partículas tamaño considerablemasa similar en balanza de torsiónesfera hueca y longitud de ondamasa esfera sólida vs esfera huecacasquete radio interior exteriorcolisiones con partículas longitud de ondaonda incide sobre átomos bola huecabalanza de torsión detecta colisionesbalanza de torsión y esfera sólidagolpes en la bola huecalongitudes de onda y desbalanceobalanza de torsión tunstenoesferas sólidas huecas villatoromasa igual centímetro radioexperimento teórico física materia oscurabalanza de torsión esfera sólida huecaimpacto propuesta teórica materia oscurabalanza de torsión para materia oscuraesferas sólidas en experimentaciónasimetría en balanzas de torsiónonda contra bola transferencia momentopartícula teórica supersimétrica interacción cuánticachoque onda esfera sólidaTierraFrancis VillatoroHéctor Socasley de Newtonfuerzas de YukawaShigeki MatsumotoJiechenShanzhan ShinAlbertoDaniel MaritArcaizGavendisDinámica del Sólido RígidoCoffee Break: Señal y RuidoJuan Carlos
Balanza de torsión y esfera sólida
Con
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Francis Villatoro explica cómo el desbalanceo detectado por una balanza de torsión es diferente al impactar en una esfera sólida frente a una hueca, y describe un experimento propuesto para detectar esta diferencia utilizando bolas de tungsteno.
…pues puede interaccionar con toda la bola. No es una partícula que puntualmente interacciona con un nucleón, con un protón o un neutrón, que son cosas extremadamente pequeñas, sino que su longitud de onda es tan grande que interacciona con toda la bola. Entonces, lo que podríamos usar es una balanza de torsión para detectar ese tipo de colisiones. ¿Qué es lo que necesitamos? Lo que necesitamos es una balanza de torsión que tenga dos masas, que tengan la misma masa, es decir, la cantidad de materia que hay en esos dos objetos sea la misma, pero que de alguna manera el golpe de una onda con un tamaño comparable a esas dos esferas, comparable a esa esfera, sea. diferente. ¿Cómo yo hago que en una esfera, si la longitud de onda de la partícula es un poquito más pequeña que el diámetro de la esfera, el golpe sea menor que cuando tengo una esfera completamente sólida? Pues con una esfera hueca. Si yo tengo una esfera hueca, obviamente tiene la misma masa que la esfera sólida; la esfera hueca es un casquete, un casquete es un radio interior, todo vacío por dentro y un radio exterior, y esa bola hueca tendrá que ser de mayor tamaño si es del mismo material para evitar que haya diferencias entre materiales, etc. Pongo dos bolas del mismo material, una hueca, la otra sólida; la sólida será de menor tamaño, las dos tienen exactamente la misma masa y lo ponemos en una balanza. De torsión. Entonces, cuando incidan partículas cuya longitud de onda sea un poco más pequeña que el diámetro de la bola, la colisión con la bola sólida será diferente a la colisión con la bola hueca. Porque con la bola hueca, esa onda que incide sobre la bola no incide, no, entre comillas, golpea todos los átomos de la bola, sino solamente parte de esos átomos. Es parecido a lo que contó Héctor hace un momento. Con lo del abanico, ¿no? El abanico y la Tierra, yo tengo un abanico y el abanico cubre un cierto ángulo, una cierta región, ¿no? Un ángulo es un ángulo sólido, pero bueno, una cierta región. Pues aquí exactamente lo mismo. Entonces yo puedo calcular, digamos, la balanza se desbalancea con el golpe, porque los golpes en la bola sólida y los golpes en la bola oeca son diferentes; el desbalanceo es diferente. Entonces lo que han hecho ha sido describir, calcular teóricamente cuál es el efecto, ver en qué rango de longitudes de onda se observaría esa diferencia y proponer un experimento de balanza de torsión usando bolas de tunsteno, una bola. sólida de tunsteno de un tamaño pequeño, el número exacto era un centímetro de radio diámetro, radio, creo que es radio, un centímetro de radio y un casquete. o sea, un cajete esférico no, una bola hueca, que tiene muy poco grosor, de 20 centímetros de diámetro. Ambas exactamente con la misma masa y del mismo material. Y han calculado que hay una diferencia en el efecto De que se golpee una bola o se golpee la otra bola en un cierto rango de masas. Y eso me permite, con este futuro experimento; esto es un artículo teórico, es decir, lo bueno de las propuestas para explorar de manera exótica, para buscar de nuevas maneras la materia oscura es que la pueden proponer los teóricos. Y son cosas que pueden tener un gran impacto porque muchos experimentales pueden decir: pues yo soy capaz de hacerlo. Este tipo de balanza de torsión nadie las tiene. No había ni un laboratorio que tenga una balanza de este tipo porque a nadie se le ha ocurrido estudiar esto. Porque para el uso habitual en experimentación de balanza de torsión siempre utilizan dos esferas sólidas o dos esferas huecas. Pero las dos, pero esta asimetría, y entonces han estudiado qué pasaría con Esta colisión para un objeto teórico, para una partícula teórica; aquí no hay que especificar si es supersimétrica, qué tipo de interacción cuántica tiene. Esto es un choque, un choque de una onda contra una bola, y hay una transferencia de momento en función de la transferencia de momento. Viene a una velocidad determinada, puede estimar el rango de velocidades de la materia oscura en función de la distribución de materia oscura estimada en la galaxia, Eso tiene mucha incertidumbre, pero bueno, me permite excluir. Entonces, excluir este rango de masas. Y bueno, han mostrado que si se…
Significado #1 · Palabras #3
Héctor Socas introduce un nuevo tema: la búsqueda de materia oscura a través de experimentos exóticos.
Habla: Héctor SocasSignificado #19 · Palabras #13búsqueda de materia oscurabalanzas de torsión y mediciónfrancis villatoro archive paper…pero no está realmente en el perihelio, pero sí podríamos lanzar una misión, aunque tendría su coste, porque estaría más cerca del Sol que la Tierra y eso es energía que tenemos que gastar, pero bueno. Bien, pues venga, vamos con el siguiente tema y vamos. A hablar de estas búsquedas exóticas de materia oscura, ¿no? Francis, tú habías visto un paper ahí en el archive que parecía muy interesante, en el que proponían hacer una cosa muy curiosa con balanzas de torsión para medir materia oscura. Sí, estas cosas son de estas cosas exóticas que son necesarias, ¿no? Porque uno de los puntos clave de la búsqueda de la materia oscura, yo lo he comentado muchas veces y voy a sonar ahí como el viejo que siempre repite lo mismo, ¿no? Es el tema del chiste del borracho y la farola, ¿no? El borracho que llega a la casa, mete…
Francis Villatoro explica cómo una balanza de torsión puede utilizarse para estimar la constante de gravitación universal y detectar posibles desviaciones de la ley de Newton.
Habla: Francis VillatoroSignificado #5 · Palabras #6investigadores japoneses y chinos materia oscurabalanza de torsión constante gravitación universalshigeki matsumoto publicación en arcaizbalanza de torsión y gravitación universalley de newton e intensidad de gravedad débilfuerzas de yukawa en experimentos físicosfrancis villatoro y balanza de torsiónpartícula materia oscura interaccionando masa macroscópicabalanza de torsión detectar partículas materia oscuramasas pequeñas en detectores materia oscuratoneladas detector fiables escala masas átomos…mayor impacto es el desvelar nuevos métodos observacionales y no importa lo curiosos, exóticos y extraños que se hacen para observar esas ventanas. Y bueno, lo que nos proponen ahora es un trabajo de un investigador de Japón y varios investigadores de China. El japonés es Shigeki Matsumoto; esto ha publicado en Arcaiz, y los chinos el Jiechen y el Shanzhan Shin. Alberto sabe pronunciar perfectamente los nombres, Daniel Marit también, pero yo no tengo ni idea. Entonces, los nombres chinos yo los pronuncio como se leen. Y han propuesto usar algo muy exótico, una balanza de torsión; realmente curioso, ¿cómo una balanza de torsión? La balanza de torsión normalmente se suele usar para explorar el valor de la constante de gravitación universal y en ese caso coges dos masas, dos masas idénticas en masa y las pones en la balanza para ver cómo se desvía y poder estimar el efecto gravitacional entre las dos masas. O pones una balanza de torsión y pones una masa cerca de una de las masas de la balanza y eso hace que se genere un campo gravitatorio que hace que se mueva un pelín, una pequeña fuerza, se mueve un pelín la balanza de torsión y tengo una estimación de la constante de gravitación universal. Puedo estimar posibles deviaciones de la ley de Newton en intensidad de gravedad débil, versiones de las fuerzas de Yukawa, se pueden hacer muchos experimentos de física fundamental. Claro, ¿eso nos serviría para detectar una partícula de materia oscura? Claro, una partícula de materia oscura interaccionando con una masa macroscópica, eso parece muy complicado y eso en principio suelen ser masas pequeñas. Los detectores que tienen toneladas de detector son mucho más fiables para la escala de masas de los átomos, pero sin embargo hay una cosa muy curiosa. Y es que toda partícula tiene una longitud de onda típica. Las partículas son como ondas que tienen un tamaño típico y resulta que podemos estimar el tamaño de partículas que sea comparable a un tamaño macroecópico y esas partículas tienen este rango de…
Francis Villatoro explica cómo el desbalanceo detectado por una balanza de torsión es diferente al impactar en una esfera sólida frente a una hueca, y describe un experimento propuesto para detectar esta diferencia utilizando bolas de tungsteno.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #3balanza de torsión y materia oscuracolisiones partículas tamaño considerablemasa similar en balanza de torsiónesfera hueca y longitud de ondamasa esfera sólida vs esfera huecacasquete radio interior exteriorcolisiones con partículas longitud de ondaonda incide sobre átomos bola huecabalanza de torsión detecta colisionesbalanza de torsión y esfera sólidagolpes en la bola huecalongitudes de onda y desbalanceobalanza de torsión tunstenoesferas sólidas huecas villatoromasa igual centímetro radioexperimento teórico física materia oscurabalanza de torsión esfera sólida huecaimpacto propuesta teórica materia oscurabalanza de torsión para materia oscuraesferas sólidas en experimentaciónasimetría en balanzas de torsiónonda contra bola transferencia momentopartícula teórica supersimétrica interacción cuánticachoque onda esfera sólida…pues puede interaccionar con toda la bola. No es una partícula que puntualmente interacciona con un nucleón, con un protón o un neutrón, que son cosas extremadamente pequeñas, sino que su longitud de onda es tan grande que interacciona con toda la bola. Entonces, lo que podríamos usar es una balanza de torsión para detectar ese tipo de colisiones. ¿Qué es lo que necesitamos? Lo que necesitamos es una balanza de torsión que tenga dos masas, que tengan la misma masa, es decir, la cantidad de materia que hay en esos dos objetos sea la misma, pero que de alguna manera el golpe de una onda con un tamaño comparable a esas dos esferas, comparable a esa esfera, sea. diferente. ¿Cómo yo hago que en una esfera, si la longitud de onda de la partícula es un poquito más pequeña que el diámetro de la esfera, el golpe sea menor que cuando tengo una esfera completamente sólida? Pues con una esfera hueca. Si yo tengo una esfera hueca, obviamente tiene la misma masa que la esfera sólida; la esfera hueca es un casquete, un casquete es un radio interior, todo vacío por dentro y un radio exterior, y esa bola hueca tendrá que ser de mayor tamaño si es del mismo material para evitar que haya diferencias entre materiales, etc. Pongo dos bolas del mismo material, una hueca, la otra sólida; la sólida será de menor tamaño, las dos tienen exactamente la misma masa y lo ponemos en una balanza. De torsión. Entonces, cuando incidan partículas cuya longitud de onda sea un poco más pequeña que el diámetro de la bola, la colisión con la bola sólida será diferente a la colisión con la bola hueca. Porque con la bola hueca, esa onda que incide sobre la bola no incide, no, entre comillas, golpea todos los átomos de la bola, sino solamente parte de esos átomos. Es parecido a lo que contó Héctor hace un momento. Con lo del abanico, ¿no? El abanico y la Tierra, yo tengo un abanico y el abanico cubre un cierto ángulo, una cierta región, ¿no? Un ángulo es un ángulo sólido, pero bueno, una cierta región. Pues aquí exactamente lo mismo. Entonces yo puedo calcular, digamos, la balanza se desbalancea con el golpe, porque los golpes en la bola sólida y los golpes en la bola oeca son diferentes; el desbalanceo es diferente. Entonces lo que han hecho ha sido describir, calcular teóricamente cuál es el efecto, ver en qué rango de longitudes de onda se observaría esa diferencia y proponer un experimento de balanza de torsión usando bolas de tunsteno, una bola. sólida de tunsteno de un tamaño pequeño, el número exacto era un centímetro de radio diámetro, radio, creo que es radio, un centímetro de radio y un casquete. o sea, un cajete esférico no, una bola hueca, que tiene muy poco grosor, de 20 centímetros de diámetro. Ambas exactamente con la misma masa y del mismo material. Y han calculado que hay una diferencia en el efecto De que se golpee una bola o se golpee la otra bola en un cierto rango de masas. Y eso me permite, con este futuro experimento; esto es un artículo teórico, es decir, lo bueno de las propuestas para explorar de manera exótica, para buscar de nuevas maneras la materia oscura es que la pueden proponer los teóricos. Y son cosas que pueden tener un gran impacto porque muchos experimentales pueden decir: pues yo soy capaz de hacerlo. Este tipo de balanza de torsión nadie las tiene. No había ni un laboratorio que tenga una balanza de este tipo porque a nadie se le ha ocurrido estudiar esto. Porque para el uso habitual en experimentación de balanza de torsión siempre utilizan dos esferas sólidas o dos esferas huecas. Pero las dos, pero esta asimetría, y entonces han estudiado qué pasaría con Esta colisión para un objeto teórico, para una partícula teórica; aquí no hay que especificar si es supersimétrica, qué tipo de interacción cuántica tiene. Esto es un choque, un choque de una onda contra una bola, y hay una transferencia de momento en función de la transferencia de momento. Viene a una velocidad determinada, puede estimar el rango de velocidades de la materia oscura en función de la distribución de materia oscura estimada en la galaxia, Eso tiene mucha incertidumbre, pero bueno, me permite excluir. Entonces, excluir este rango de masas. Y bueno, han mostrado que si se…
Francis Villatoro destaca que un experimento teórico con una balanza de torsión podría ser una nueva forma de buscar materia oscura y anima a los jóvenes físicos a usar su imaginación para contribuir a esta búsqueda.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11 · Palabras #10balanza de torsión para materia oscurafísicos jóvenes y búsqueda materia oscuraláser para medir balanzas precisión…Y bueno, es un artículo ya os digo teórico que tiene la ventaja de que parece bastante razonable que se lleve al laboratorio en menos de una década, porque esto no es una cosa técnicamente complicada fabricar este tipo de esferas; sabemos fabricarlas con. Gran precisión y este tipo de balanzas hoy en día las podemos medir mediante láser; con la verdad es que una precisión realmente increíble ¿no? Entonces puede ser una nueva manera de buscar la materia oscura y para mí lo más interesante no es el exotismo de que la balanza de torsión que todos hemos estudiado en primer curso de física sirva para detectar materia oscura, sino la idea de que todos los físicos jóvenes, que le den a la cabeza, que le den a la imaginación, la imaginación al poder, que pueden aportar cosas muy muy relevantes en la búsqueda de la materia oscura. Aquí hay dos opciones, está el negacionista que dice que la materia oscura no existe, ¿para qué la vamos a buscar? ¿Para qué vamos a perder dinero? Y está el positivista que dice que la materia oscura, hay muchas maneras de buscarla que son muy baratas, ¿por…
Francis Villatoro reflexiona sobre la facilidad relativa de poner en marcha artículos científicos que combinan ideas y conceptos existentes para proponer nuevas formas de buscar materia oscura, aunque admite no haber estudiado la balanza de torsión durante su carrera universitaria.
Habla: Francis VillatoroSignificado #10 · Palabras #8balanza de torsión gavendisartículos científicos materia oscurapeonza y balanza de torsiónmomento de inercia sólido rígidoprofesores dinámicas del sólido rígido…a muchísima gente, pero no todas, sigue habiendo ideas, no te digo todas las semanas, pero cada dos o tres meses se publica una nueva idea exótica para buscar materia oscura que a mí me llama la atención, que digo, mira, ¿cómo no se me había ocurrido? O sea, eso es lo bonito, ¿no? Hay que ponerse a hacer los cálculos y son artículos relativamente fáciles de poner en marcha porque, bueno, hay que coger de varios lugares, combinar y hacer la propuesta y la clave es tener una buena idea y tener imaginación, ¿no? Yo confieso que no di en primero de carrera eso de la balanza de torsión, pero bueno, sé lo que es. ¿Diste la balanza de torsión de Gavendis en...? No, no, no, pero bueno, ¿la diste en algún momento en la carrera o no? Tampoco. No, no, nunca la dimos en la carrera. Nunca estudiaste en Dinámica del Sólido Rígido. Se estudia la peonza y se estudia la balanza de torsión. De maneras como objetos estándares, pero para llegar ahí tienes que dar un momento de inercia. Tienes que dar toda una parte. Entonces si a veces el profesor no tiene tiempo y da solo la primera parte y dice: “Voy a contaros esto, pero no os voy a contar para qué lo queréis; buscaros por internet para qué sirve”, queda un poco cojo, pero bueno, puede ocurrir. Sí, lo del sólido rígido y la peonza, todo eso sí, la precesión, la anotación, todas esas cosas, ¿no? Nada, antes de irnos a la pausa voy a sacar una pregunta de Cebra que me pareció muy relevante a lo que has estado contando y para no estar esperando al final, porque a lo mejor puede aportar ahora a la conversación. Preguntaba que cómo sabe; estoy intentando…
Héctor Socas da la bienvenida a los oyentes a la 'cara B' del episodio número 498 de Coffee Break: Señal y Ruido, retomando una conversación anterior sobre un paper propuesto por Francis Villatoro.
Habla: Héctor SocasPalabras #17paper sobre materia oscura villatorobalanza de torsión para materia oscuramateria oscura más ligera que el electrón…también, Gastón Giribet; ese está en el podcast, tienen que buscarlo en internet, ¿vale? Así que esperamos que hagan lo correcto, que nos busquen en el podcast y nos sigan escuchando. Si no, nos despedimos hasta la semana que viene. Venga, chao. Chao, chao. ¿Qué tal? Gracias por seguirnos acompañando, bienvenidos y bienvenidas a la cara B de este episodio número 498 de Coffee Break, Señal y Ruido. Estábamos hablando al final de la cara A de un paper que nos contaba Francis que proponía buscar materia oscura usando una balanza de torsión: una forma muy original, una de esas ideas curiosas, y que explora un rango de materia oscura muy ligera, más ligera que el electrón, significativamente hasta 10 a la menos 5, creo recordar que dijiste, 10 a la masa del electrón. Pues vamos a hablar ahora de otro paper que nos habla de otra técnica diferente, bastante más high-tech; en vez de una balanza de torsión, aquí esto involucra relojes atómicos y cavidades resonantes de láser, pero también es una idea curiosa. Y como yo decía…
Héctor Socas comenta una técnica sofisticada para medir fluctuaciones en constantes fundamentales, comparándola con una propuesta anterior de Francis Villatoro y destacando su complejidad tecnológica.
Habla: Héctor SocasSignificado #20 · Palabras #20técnica sofisticada francis villatorobalanza de torsión propuesta francismetrologías cuánticas juan carlosfluctuaciones constantes fundamentales electronconstante estructura fina precisión…ya solo eso, aunque no lo asocie todavía con materia oscura, solamente ese resultado experimental ya sería un premio Nobel y efectivamente sería haber descubierto la naturaleza de la materia oscura. Todos lo sabrían, bueno, no la han encontrado, por Tanto lo que hay son cotas, es decir, como mucho el acoplamiento puede ser tanto, que no sé si lo tengo apuntado aquí, pero me pareció bonita la técnica; eso sí, es bastante más sofisticada tecnológicamente que es la balanza de torsión que proponía Francis, o sea, no es tanto idea feliz, sino que requiere mucho de alta tecnología, pero es un ejemplo más de uso de estas metrologías cuánticas que nos ha estado contando Juan Carlos, para en este caso hacer medidas con un nivel de precisión que nos permiten hasta, pues eso, buscar; es que realmente es que es muy alucinante, buscar fluctuaciones en las constantes fundamentales, en la masa del electrón o en la constante de estructura fina. Muy flipante, en mi opinión. Y ya está. Perdón por la extensión. En satélites, los relojes de mayor precisión que existan, porque los satélites de GPS utilizan unos relojes de rubídeo que no son especialmente buenos; porque tampoco necesitan relojes atómicos, pero hay algunos satélites que tienen relojes atómicos y se…