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Vibraciones esféricas del Sol
Con
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Héctor Socas responde a una pregunta de Thomas Vila sobre si el estudio de las vibraciones esféricas del Sol podría ser útil para crear modos estables en reactores de fusión en la Tierra.
…la vibración, es la vibración del espacio-tiempo, vamos a jugar, nosotros estamos cuando Francis no está, los ratones están de fiesta Estamos diciendo todas las cosas que si viene Francis, no, no, no, no, no, no, no, nos pega hasta en el carnet de identidad Bueno, pregunta Thomas Vila si estudiar los modos de vibración esféricos del Sol podría ayudarnos para crear modos fundamentales cuasi-estables también en la fusión aquí en la Tierra. Yo me imagino que se refiere al desarrollo de reactores de fusión y la problemática de estabilizar el plasma por ejemplo con recipientes magnéticos para mantener el plasma ahí levitando y dando lugar a la fusión. Yo no lo creo, por lo menos a corto plazo no veo que esa investigación pueda ayudar a una mejora del problema de las inestabilidades del plasma, que es el mayor obstáculo con el que se encuentra la fusión. Es el que se plasma con el tiempo, la forma del…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas explica cómo las ondas que se propagan a través del Sol interactúan con su superficie.
Habla: Héctor SocasSignificado #13ondas solares interactúan superficiepropagación ondas escala solarsuperficie solar encuentro ondasondas acústicas sol superficiesuperficie solar capa reflectantesol caja ondas reflejadascavidad resonante semana pasada…modos predichos por la teoría que son modos de gravedad, como los de la onda del estanque, pero esos no se han observado todavía porque sólo se propagan en el interior, cerca del núcleo. Los que vemos en la superficie son modos de presión, ondas de presión. ¿Qué pasa? Que esas ondas que se propagan por el Sol, cuando pensamos en ondas de más gran escala, de escala del tamaño comparable al Sol, esas ondas se van propagando, pasan por el interior del Sol. Cuando se propagan de un lado y llegan al otro borde del Sol, ¿qué les pasa? Que ahí se encuentran con la superficie, y la superficie Es una barrera, la onda no puede salir del sol. Entonces lo que le pasa cuando llega a la superficie es que se refleja, o sea que la superficie del sol actúa como una capa reflectante para esas ondas. Entonces, ¿qué pasa? Que el sol es una caja, que las ondas ahí se reflejan en la superficie y están atrapadas en su interior. Eso es lo que se llama una cavidad resonante, como hablábamos la semana pasada. Semana pasada estábamos hablando, Juan Carlos, de cavidades ópticas en las que Un láser se pone a resonar; te hubiera encantado. Hablamos de relojes atómicos y tecnologías de estas cuánticas y ópticas que te gustan. He oído la introducción y todo lo que decíais que ibais a contar me engatusa, lo tengo pendiente. Los oyentes que…
Héctor Socas explica cómo el concepto de caja resonante puede aplicarse a una esfera, donde las ondas que cumplen ciertas condiciones se amplifican y acumulan energía.
Habla: Héctor SocasPalabras #3caja resonante esferaondas longitud onda número enteromodos vibración frecuencias característicasenergía acumulada en la esferacuerda de guitarra como resonanciamodos propios oscilación solarfluctuaciones brillo velocidad solarvelocidad del sol placas bidimensionalessuperficie bidimensional tambor esferacuerda guitarra superficie unidimensional…Hablamos de relojes atómicos y tecnologías de estas cuánticas y ópticas que te gustan. He oído la introducción y todo lo que decíais que ibais a contar me engatusa, lo tengo pendiente. Los oyentes que escucharon aquella explicación pueden aplicar el mismo concepto de caja resonante pero en vez de pensar en una caja rectangular piensen que es esférica pero pasa lo mismo; en esa esfera se propagan ondas y aquellas ondas que cumplen la condición de que su longitud de onda es un número, o sea, de que el tamaño de la caja es un número entero de veces la longitud de onda, esas ondas van a ser resonantes, se van a amplificar, la energía se va a acumular ahí, ¿vale? entonces eso define una serie de modos de vibración con unas frecuencias características. Es lo que pasa con la cuerda de una guitarra. También comentábamos como ejemplo que la onda está fija en los extremos de la cuerda, entonces solo se amplifican aquellas ondas tales que cabe un número entero de longitudes de onda en la cuerda. Pues lo mismo pasa con el sol, entonces generan lo que se llaman unos modos propios de oscilación, que esos modos propios son las ondas que resuenan dentro de esa caja y entonces esas ondas están ahí permanentemente oscilando y las podemos medir porque generan fluctuaciones en el brillo o en la velocidad. También se puede ver la velocidad del sol que va subiendo y bajando en placas bidimensionales. formaban las figuras de Chandler, ¿os acordáis? O quería también decir: echabas arenita en una placa y la haces vibrar a una frecuencia y el modo fundamental que encaja con esa frecuencia pues se acumula; la arenita es súper chulo. Hay unos modos que son aquellos en los que efectivamente caben un número entero de onda dentro de la superficie de ese tambor o de lo que sea eso es una superficie bidimensional; la cuerda de la guitarra sería unidimensional, esa superficie es bidimensional y aquí tenemos una tridimensional entonces es una esfera que puede vibrar en diferentes formas. Esto se estudia con los armónicos esféricos. Es muy bonito porque se parece mucho a la forma en la que se estudian los átomos; es exactamente la misma teoría. Se componen armónicos esféricos, tienen modos radiales, tienen modos angulares y modos de azimut…
Héctor Socas explica que todo cuerpo tiene modos propios de oscilación característicos, comparando el estudio de las fluctuaciones del Sol con el análisis realizado por Bison.
Habla: Héctor SocasSignificado #11modos propios de oscilación cuerpofluctuaciones del sol bisonespectro de cómo fluctúa solvelocidad orbital descontaminada tierra solel sol se acerca aleja cinco minutosel sol se hincha encoge cinco minutos…intuitivo y estábamos explicando esto de el sol como caja de resonancia en la que se propagan ondas como en cualquier otra caja de resonancia donde tienes condiciones de contorno que son reflectantes o reflectivas no sé cómo se diría en español, lo que sea. Al final, como cualquier cuerpo tiene unos modos propios de oscilación, de forma que al perturbarlo oscila en esos modos propios que tienen unas frecuencias características y entonces si nosotros hiciéramos un espectro de cómo fluctúa, por ejemplo, si nos fijamos en lo que hace Bison, por poner un ejemplo, que es algo muy sencillo, es coger toda la luz integrada del Sol, ver el sol como una estrella y ver si miras el sol como estrella como un solo punto sin ningún tipo de resolución espacial y miras la velocidad vas a ver que cuando descontaminas de toda la velocidad orbital y toda la velocidad relativa a tierra sol lo que queda es una fluctuación que cada cinco minutos sube y baja cada cinco minutos el sol parece que se acerca a nosotros y luego se aleja se acerca y se aleja y eso lo que es claro el sol no se está acercando y alejando cada cinco minutos eso no tendría sentido lo que pasa que casi que parecería que tiene hasta menos sentido, lo que pasa es que se hincha y se encoge cada cinco minutos. Ese es el modo fundamental de oscilación, es el modo más básico; no sé si es el n igual a uno o el n igual a cero, algo así. Creo que n igual a cero es el modo en el que toda la esfera se hace más grande y más pequeña, es la forma más básica. Entonces, si…
Héctor Socas explica cómo la heliosismología permite determinar la rotación solar a diferentes profundidades, revelando que el núcleo del Sol gira tres veces más rápido que su superficie.
Habla: Héctor SocasSignificado #9modos de oscilación complejosplanos nodales como tambor juan carlosvibración esfera hinchándose deshinchándosearmónicos esféricos solmodos propios oscilación solplanos nodales onda estacionariaobservaciones largas resolución frecuenciasrotación solar oscilaciones frecuenciasnodos profundidades rotación heliosismologíanúcleo solar gira tres veces superficie…datos, vamos teniendo cada vez más resolución, ese pico se hace cada vez más estrechito y entonces empezamos a ver que tiene detalles, tiene subpicos y hay cosas como por ejemplo el desdoblamiento rotacional. Resulta que los modos, antes les hablaba de que Claro, no vibra solo como una esfera que se hincha y se deshincha, sino que tiene muchos más modos de oscilación, más complejos. Un hemisferio se hincha y el otro se encoge o bien aparecen, bueno, lo que se llaman planos nodales, es la generalización de lo que decía Juan Carlos del tambor en el que Tiene algunas líneas nodales, pues aquí como es en tres dimensiones son planos nodales en los cuales hay la onda. El nodo de esa onda estacionaria ocupa un plano y entonces a un lado del plano la onda está creciendo y el otro está decreciendo y así, ¿no? Bueno, pues todo eso se modela como una combinación de armónicos esféricos y como digo, según tú vas añadiendo observaciones cada vez más largas tienes cada vez más resolución en las frecuencias que puedes medir y entonces empiezas a ver todo el espectro de esos modos propios de oscilación que tiene el Sol y es una cosa increíble porque ya estas redes que llevan observando durante años pueden ver un montón de modos con diferentes valores de N, L e incluso M porque M son cómo se distribuyen esos nodos en la. dirección asimutada, o sea en las longitudes y resulta que esos hemes se separan, aparecen vibraciones en diferentes frecuencias por la rotación solar, o sea, podemos ver la rotación en esas oscilaciones y además como tenemos ondas que tienen nodos a diferentes profundidades, podemos ver cómo es la rotación a diferentes profundidades, por eso la heliosismología nos permite determinar la rotación solar a medida que vamos hacia el interior, que ya les he dicho que no es constante, El núcleo rota tres veces más rápido que la superficie, por ejemplo, ¿no? Una cosa muy curiosa cuando uno lo piensa, Héctor: me llamó muchísimo la atención que los números que usáis entonces para esos modos, N, L y M, son las letras que se les ponen a los modos cuánticos. A los números cuánticos. Sí, sí, es que es lo que estoy…
Héctor Socas y Juan Carlos Gil discuten el origen de los armónicos esféricos, destacando su relación con la teoría cuántica y cómo se aplican tanto al estudio del átomo de hidrógeno como a las oscilaciones del Sol.
Habla: Héctor SocasPalabras #9armónicos esféricos heliosismología teóricaátomo hidrógeno oscilaciones solarmónicos esféricos siglo xixnúmeros cuánticos armónicos esféricos…muy curiosa cuando uno lo piensa, Héctor: me llamó muchísimo la atención que los números que usáis entonces para esos modos, N, L y M, son las letras que se les ponen a los modos cuánticos. A los números cuánticos. Sí, sí, es que es lo que estoy diciendo. Son los armónicos esféricos, o sea, tú podrías... Vienen de armónicos, ¿ok? Son los armónicos esféricos; podría estar resolviendo un problema de heliosismología teórica y no sabría si está resolviendo el átomo de hidrógeno o las oscilaciones del Sol. O sea que es anterior en LIM a la teoría cuántica, es anterior. Sí, claro, los armónicos esféricos son del siglo XIX, ¿no? Sí, sí, pero que no sabía que surgían de ahí, claro, tiene todo sentido; como dices, para mí son los números cuánticos. Ey, Gastón Bueno, damos la bienvenida, se nos incorpora ahora Gastón Giribet, que es doctor en Ciencias Físicas y profesor en la Universidad de Nueva York ¿Qué tal? ¿Cómo están, amigos? ¿Todo bien? Juan Carlos, Sara, Héctor Te escuchamos muy bajito, no sé si…
Héctor Socas interrumpe brevemente el flujo de la conversación para retomar un tema anterior: la heliosismología, explicando cómo se miden los modos propios de oscilación del sol.
Habla: Héctor SocasSignificado #19modos propios oscilación solespectro oscilaciones solaresestructura interna del sol…Yo creo que es gente que le lastimas también con eso Pero bueno, yo también, en fin, tampoco, no sé, que un hijo fuera fan de Luis Eduardo Aute, tampoco me parece que sea motivo para mayor preocupación No lo echaría de casa Ya llevas un San Benito con él Bueno, nada, vamos a seguir entonces con lo que estábamos; creo que ¿Esto es un intervalo? No, ya estamos en la antena, pero da igual; no ha venido bien, pero voy a intentar volver al redil. Nada, estaba hablando de heliosismología; ya acababa de explicar esto de los modos propios de oscilación del sol y cómo la medida de esos modos que requieren medidas durante mucho tiempo para tener suficiente resolución en frecuencia como para poder observar esas diferencias en frecuencia de los diferentes modos. El Sol tiene una oscilación de 5 minutos, pero eso es grosso modo; si lo miras en detalle, si haces el espectro, no el autista sino el de las oscilaciones solares, es muy bonito porque está lleno de picos y además picos que están separados en grupos; cada grupo es una combinación de N y L, y la posición de esas frecuencias te da información sobre la estructura interna del Sol; eso es lo bonito. Esto realmente puede parecer muy sofisticado, pero nuestro cerebro lo hace cotidianamente de forma intuitiva. Cuando, por ejemplo, yo quiero saber si una pared es hueca o es maciza, ¿qué hago? Voy y le doy unos golpecitos. Cuando yo le doy unos golpecitos a…
Héctor Socas explica cómo el cerebro humano interpreta las vibraciones para determinar si una pared es hueca o maciza, comparando este proceso intuitivo con la técnica científica de heliosismología.
Habla: Héctor SocasSignificado #14cerebro interpreta vibraciones paredfrecuencias identifican pared hueca macizamodos propios oscilación paredheliosismología analiza vibraciones sol…por ejemplo, yo quiero saber si una pared es hueca o es maciza, ¿qué hago? Voy y le doy unos golpecitos. Cuando yo le doy unos golpecitos a la pared, lo que estoy es perturbándola. Y entonces la pared reacciona vibrando según sus modos propios de oscilación. Eso hace que vibre con unas frecuencias que mi oído reconoce y mi cerebro está acostumbrado a identificar qué patrones de frecuencias corresponden a una pared hueca que son diferentes a los patrones de frecuencias de una pared maciza. Es decir, que viendo cómo suena, viendo cómo vibra, cuáles son los modos propios de oscilación de una pared hueca, o sea, de una pared, yo puedo saber su interior, puedo saber si es hueca o es maciza. Pues esto más digamos formalizado es lo que es la heliosismología; por suerte la naturaleza ya le da golpecitos al sol, no tenemos que hacerlo nosotros, solo tenemos que escuchar con mucha precisión como suena y esas vibraciones nos dan información de su interior. Yo creo que esa es un poco la introducción. Bueno, pues volvemos a mi rollo, ¿vale? Porque Gastón estaba diciendo que este paper resuena conmigo por cosas que hice hace mucho tiempo y me pone en modo nostálgico. A Juan Carlos también le introdujo algunas…
Héctor Socas explica cómo la variación de las frecuencias de oscilación del Sol con el ciclo solar tiene sentido debido a su dependencia de la estructura interna del sol.
Habla: Héctor SocasSignificado #5frecuencias modos oscilación solarciclo solar completo héctor socasvariación frecuencias modos propiosfrecuencias de oscilación estructura interna solcampo magnético zona convectiva solplasma con campo magnético ciclo solarondas propagación diferente datos solares…hasta 2024 de la red Bison y por supuesto ahí en medio entre 1992 y 2024 está 1995 así que pues me hace mucha ilusión por aquí en algo de esto en algún pequeño puntito de estas gráficas ahí están los datos de los fines de semana que yo estuve ahí subiendo Investigar esas frecuencias de los modos propios de oscilación del Sol que les decía, cómo varían con el ciclo solar, ¿vale? Ellos tienen prácticamente tres ciclos solares completos, gracias a mí y a otra gente, pero tienen tres ciclos solares completos. Esto es una cosa que ya se sabía: las frecuencias de esos modos propios varían un poquito, muy poquito. pero varían un poquito con el ciclo solar, ¿no? Y tiene sentido si lo pensamos porque esas frecuencias de oscilación dependen de la estructura interna del sol. Entonces cuando estás en la parte más activa del ciclo hay un campo magnético, la zona convectiva, el 25% del exterior del sol, pues digamos que ese plasma está en una situación diferente, tiene más campo magnético y su reacción, la forma en la que se propagan las ondas es diferente, es un poquito diferente y eso se nota en los datos. entonces esa caja de resonancia cambia un poquito y cambian un poquito las frecuencias, entonces esto se mide. Esto ya se había estudiado, pero se había estudiado siempre haciendo correlaciones con la actividad visible en el disco solar, porque ya saben que…
Héctor Socas responde a una pregunta de Thomas Vila sobre si el estudio de las vibraciones esféricas del Sol podría ser útil para crear modos estables en reactores de fusión en la Tierra.
Habla: Héctor SocasSignificado #1 · Palabras #1vibraciones esféricas del solreactores de fusión en tierraestabilización del plasma magnéticoproblematica recipientes magnéticos…la vibración, es la vibración del espacio-tiempo, vamos a jugar, nosotros estamos cuando Francis no está, los ratones están de fiesta Estamos diciendo todas las cosas que si viene Francis, no, no, no, no, no, no, no, nos pega hasta en el carnet de identidad Bueno, pregunta Thomas Vila si estudiar los modos de vibración esféricos del Sol podría ayudarnos para crear modos fundamentales cuasi-estables también en la fusión aquí en la Tierra. Yo me imagino que se refiere al desarrollo de reactores de fusión y la problemática de estabilizar el plasma por ejemplo con recipientes magnéticos para mantener el plasma ahí levitando y dando lugar a la fusión. Yo no lo creo, por lo menos a corto plazo no veo que esa investigación pueda ayudar a una mejora del problema de las inestabilidades del plasma, que es el mayor obstáculo con el que se encuentra la fusión. Es el que se plasma con el tiempo, la forma del…