Fasciculo21 El Modelo Estandar de La Materia

8/14/2019 Fasciculo21 El Modelo Estandar de La Materia

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Reto

Por qu las balaschispean en laspelculas de cine?

TenisLa tenista yaracuyana MilagrosSequera (1980) escal ms de 30 po-siciones en el ranking 2007 de laAsociacin de Tenistas Profesionalestras su victoria en el torneo de t enisde Fez, Marruecos.

Pgina 6.

Pgina 4.

El modelo estnda r de la ma teria

Fa scculo21

ClinmetroEn este fascculo te mostraremos cmoconstruir un apa rato que te permitirestimar la altura de un e dificio o de unrbol.

Pgina 7.

Nosotros esperamos explicar el Universoentero en una sola y simple frmula que

cualquiera pueda llevar en su camiseta.Leon Lederman (EEUU, 1922)Imagen : Simulacin de l decaimiento del bo sn deHiggs despu s del choque de dos protone s en elGran Colisionador de Hadrones, CERN, Suiza.

Solucin: http://www.fundacionempresaspolar.org/fisica


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fundacin EMPRESAS POLAR > fsica a diario > fa scculo 21

El principio de incert idumbreFisicosas

lprincipio de incertidumb re que enunci en 1927 Werner Heisenberg(Alemania, 1901-1976) foto representa el pilar fundame ntal d e lateora que explica el comportamiento de los tomos y molculas, nos

referimos a los fenmenos cunticos. Este p rincipio estab lece que no sepuede medir simultneamente la posicin y la velocidad d e una p artculaa escala atmica como lo hacemos con objetos en nuestra vida cotidiana. Siquisiramos establecer, por ejemp lo, la posicin de un electrn que orbitaalrededor del ncleo atmico, entonces los errores en la determinacin desu velocidad se haran muy grandes; o viceversa, si tratamos de determinarsu velocidad obtend ramos imprecisiones en su p osicin. El producto de loserrores en la medida de la posicin (q) y la cantidad d e movimiento (p,producto de su masa por la velocidad) nunca puede ser menor al valor deuna constante q ue se conoce con el nombre de la constante de Planck (h).El valor d e h es extremadamente pequeo (6,63 x10-34 J s) y, para cue rpos

a nuestra e scala, el principio no rep resenta una limitacin prctica ya queningn instrumento puede ser tan preciso.

A escalas microscpicas, la incertidumbre d e las me diciones es tan impor-tante que inclusive el concepto de un electrn representado por una partculapun tual, localizada en el espacio con cierta velocidad, deja de tener validez,en tanto que, para describirlo, el modelo de una onda se torna ms adecuado.En este hecho radica la dualidad onda-partcula en que se basa la teoracuntica, la cual tiene consecuencias importantes en la explicacin de laexistencia de tomos estables y de la mate ria en el Universo, imponiendolmites en e l conocimiento de lo que ocurre a escalas muy pequeas.

Isbe lia Mart n (Universidad Simn Bolvar, Caracas) y Claudio Mend oza (IVIC/CeCalCULA)


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ingn rincn de la casa de Ral Estvez debe mirarse con indiferencia.En el lugar dond e se fijen, los ojos tropezarn con obras de art e, conobjetos artesanales llenos de d elicadeza, con ant igedades. All, en una

tranquila zona de Mrida, Estvez y su familia han levantado p almo a p almo su

propia casa, totalmente a su gusto y con habitaciones diseadas especialmentepara cada uno de sus habitantes.En la casa, el sitio de honor es la cocina. Alrededor de ella han t ranscurrido losgrandes momentos de la familia y all se renen, cada 5 de enero, para celebrarel cumpleaos de Ral Estvez y disfrutar de una buena comida que, entreotros, es prep arada por su hijo, el conocido che f Sumito Estvez.A padre e hijo los une, adems de la pasin por la cocina, su formacin en fsica.Son parte de una familia singular, en la que sobra el talento musical, culinarioy literario. Ral Estvez reconoce en s mismo la hue lla de Aquiles Nazoa, quiense convirti en su padre, luego de que enviudara su mad re, Mara Laprea,cuando l era muy peque o. Le gusta llamarse a s mismo la oveja cientficade la familia, en lugar de oveja negra, para resaltar el hecho de que en la casade su infancia siempre haba ms inclinacin hacia el arte . Pero luego cuentaque su mentalidad cientfica se la debe en gran parte al escritor. Desde

pequeito, Aquiles viva acosndome con preguntas asociadas a la ciencia,hasta que muri. Cuando yo estaba en Estados Unidos, estudiando, el telfonosonaba a las dos de la madrugada, y saba que era l, que estaba en la mquinade e scribir, y me d eca que necesitaba que le explicara en lengua je sencillocmo funcionaba, por ejemplo, una plancha y qu era lo que haca que planchara.Eso mismo lo apliqu luego con mis hijos.El abuelo mate rno de Ral Estvez era de origen italiano. A l le agradece estafamilia la inclinacin por la cocina que han heredado todos, y que Sumitoasumi como profesin. Mi abue lo lleg a San Fernando de Apure a p rincipiosdel siglo XX y, a pesar de que no haba refrigeracin, siempre haca toneladasde p asta , salsas y muchas cosas para conservar.Orgulloso por los logros de Sumito -como lo est tambin de sus otros treshijos, aclara-, Ral Estvez cuenta que cuando el futuro chef estaba en launiversidad, estudiando fsica, le propuso que se retirara un semestre para queayudara en la construccin de la casa. Trabaj al lado de los obreros, asumiendolas tareas ms d uras. Cuand o pas u n mes, el maestro albail le d ijo: Trate,cuando sea doctor, de no olvidarse de cmo los pobres nos ganamos los cobres.Para Ral Estvez, definitivamente haber e studiado una carrera cientfica ha

Ral y Sumito Estvez,

Ral y Sumito forman part e de una familia singularen la que sobra el talento. Ambos dem uestran que

la pasin y el trab ajo est n ent re los principalessecretos del xito en cualquier profesin.La fsica, la gastronoma, el arte, la msica. Todos estoselementos tienen un lugar protagnico en la casa de losEstvez. Sus reunione s de en ero son famosas po r la bue nacocina y la bu ena m sica, que cultivan tamb in familiaresy amigos cercano s. Ral Estvez suele b romear con la t cnicacon la que consigue t an buen a combinacin. A los cocinerosles atrae que hab r buena msica y a los msicos la buenacocina.Ral Estvez per ten eci a la primera promo cin de laUniversidad Patricio Lumum ba, de Mosc, en la extinta UninSovitica, don de se g radu de fsico en 1965. En p rincipiose interesab a por la cosmologa y la relatividad gen eral. Aosdesp us, hizo la maest ra y el docto rado e n la Universidadde Stanford, EEUU, y empez a estudiar sismologa (cienciade los terremotos) y el manejo de desastres.

Por su parte, Sumito Estvez estu di fsica en la Universidadde Los Ande s e hizo su tesis sobre el tem a de la sup ercond uctividad. No estu di una carrera cientfica porcompromiso, afirma. Cuando emp ec la un iversidad, la fsicaera lo que ms me g ustab a en la vida.

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la ciencia y la cocina comouna manera de vivir

impulsado la carrera de su hijo chef. l siempre fue una persona muy disciplinada, y estoy convencido de que la fsica le ayud aser lo que e s hoy. Le qued la inclinacin por la experimentacin que da e l estud io de la ciencia, adems de la dedicacin, laperseverancia, el aprender a cuestionar lo establecido.El propio Sumito reconoce e l vnculo ent re su formacin cientfica y su trabajo culinario. La relacin viene dada por el hecho dequerer ente nder los porqus de cada cosa que veo que p asa en la cocina, as como por el hecho d e que leo mucha literaturacientfica asociada al hecho gastronmico, aunque tengo claro, sin embargo, que por ser fsico nad ie es mejor cocinero, comenta.Ral Estvez aade, sin disimular una sonrisa, que la fama de su hijo ha hecho que, desde hace unos aos, se le conozca como elpap de Sumito. Sin embargo, como integran te d e las primeras generaciones d e fsicos de Vene zuela, tiene mritos ms quesuficientes para ser reconocido. Entre ot ras cosas, le toc echar las bases de la est ructura que ha p ermitido investigar en esta rea

del pas, por e jemplo, como uno de los fundadores de la Facultad de Ciencias de la Universidad d e Los Andes, en Mrida.Desde hace uno s aos, se dedica a t rabajar en la gestin del riesgo, que no es otra cosa q ue la prepa racin p ara enfrentar lospeligros que pueden significar los sucesos naturales, como los terremotos o los deslaves. Todo desastre tiene dos caras -explica.Uno es la amenaza. sta es parte de la naturaleza y no hay manera de evitarla. La ot ra cara es la vulnerabilidad del ser humano. Esteaspecto s es posible controlarlo pero en nuestro pas no hay conciencia preventiva, y no se asume que la mayor parte de losaccidentes son previsibles.La pasin con la que Ral Estvez habla de su trab ajo explica por s sola que Sumito haya decidido, en principio, seguir sus pasosy estudiar fsica. Cuando tom esa decisin, la influencia y la admiracin hacia mi padre fue definitoria, narra. Y qu cosa p odradescribir mejor a Ral Estvez que su reaccin, cuando su h ijo, la noche en que celebraba su graduacin, le inform que seracocinero? Cuando lo decid, mi padre me apoy irrestrictamente, aade Sumito.En eso, seguramente, tuvo que ver la forma en que esta familia, ligad a a la ciencia y a la cocina, ve la vida. La cocina no es un inters;no es q ue uno se propone ser cocinero -dice Ral Estvez- sino que eso forma p arte d e nuestra vida cot idiana. Es una manera d evivir.


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l modelo estndar tiene que ver conlas partculas elementales quecomponen la materia y las fuerzas

electromagntica, fuerte y dbil con queinteractan. Su formulacin y compro-bacin experimental estn entre los logroscientficos ms imp ortantes d el siglo XX.Ms an, es un logro colectivo ya que nose deb e al descubrimiento de un solo ge-nio o a los experimentos de este labora-torio o aqul, sino al esfuerzo y dedicacinde las mentes ms poderosas de toda unaera y a la inversin en gigan tescos instru-mentos por parte de una civilizacin que

realmente crey en e llas.Uno de los mot ivos de este artculo es fa-miliarizarnos con el concep to de modeloporque es unas de las principales lneasde accin con las que procede un fsico alestudiar un fenme no: propone u na re-presentacin fsica que considera vlidao, al menos, que se le parezca. Un ejemplofamoso es del fsico dans Niels Bohrcuando model la estabilidad de los n-cleos atmicos con una gota de agua enla dcada de 1930. Aunque la analoga conla gota de ag ua no p uede explicar todaslas propiedades nucleares, representa

bastante b ien ciertas reacciones como lafisin nuclear, o sea, la divisin d e un n-cleo inestable en dos p edazos, la cual seaprovecha para generar grandes canti-dades de energa.Volviendo al modelo estndar de la mate-ria, fjense que aunque considera tres fuer-zas fundamentales, la electromagntica,la fuerte y la dbil, excluye la cuarta, lafuerza de gravedad, y por lo tanto no lapode mos considerar entonces como unateora completa de la materia.Uno de los mod elos ms tiles, y con elcual el fsico generalmente comienza, es

el de un sistema de partculas, es decir,masas puntuales que interactan pormedio de fuerzas. Una partcula elemen-tal no tiene estructura interna, y qued acompletamente definida por su masa ycarga elctrica (positiva, negativa o neutra).Posteriormente, el fsico pu ede ir poco apoco refinando su modelo hasta final-mente llegar a un sistema b ien ajustadocon la realidad. Sin embargo, con un mode-lo basado en partculas se pue de llegarbastan te lejos como, por ejemplo, a estu-diar las propiedades trmicas de un gas,el movimiento de los planetas del Sistema

Solar o el choque entre dos galaxias. Ahora,


El modelo estndar de la materiaClaud io Mendoza , IVIC/CeCalCULA

aunque podemos descifrar muchas de lasintimidades de la mate ria por me dio departculas, podramos bien preguntarnos,est la materia realmente constituida por

partculas elementales? Respuestas a estapregunta comenzaron hace 2.500 aos,cuando los pensad ores griegos, Leucipoy Demcrito principalmente, propusieronel concepto del tomo: la partcula indi-visible.A comienzos del siglo XIX, John Daltonrevivi la teora atmica de los griegospara describir cuantitativamente las reac-ciones qumicas. sta condujo en 1869 aMend eleev a presentar la Tabla Peridicade los Elementos, una de las sntesis cien-tficas ms importantes de la historia.Quin ha visto un laboratorio de qumica

sin Tabla Peridica? Sin embargo, pronto

nos dimos cuenta de que los tomosqumicos no e ran partculas elementales.A la vuelta del siglo XX, J.J. Thomson descu-bri el electrn y, poco tiempo despus,

los experimen tos d e Ruthe rford dieroncomo resultado a un tomo nuclear, esdecir, un enjambre de electrones rodean-do a un ncleo que contena la mayorpart e d e la masa . Los trab ajos sobre laradioactividad de Becquerel, Pierre y MarieCurie; los d escubrimientos d el neutrn(Chadwick) y los reactores nucleares deEnrico Fermi pronto d ieron a relucir pistascontundentes sobre niveles ms bsicosde la mate ria: los tomos e staban com-puestos de partculas denominadas proto-nes, neutrones y electrones.

Pero, es un protn o un electrn una part-

cula elemental? Esta pregunta se empe-

u u

d

u d

dEstructura de un p rotn

Se compon e de d os quarks u y uno d.Estructura de un n eutrn

Consiste d e do s quarks d y uno u.

He comet ido el peca-

do capita l, he predi-cho la existencia deuna partcula quenunca puede ser ob-servada [el neutrino].

Wolfgang Pauli(Aust ria, 1900-1958)

Ser un alivio si laencuen tran. Si me

equivoqu, ser unpoco t riste.

Peter Higgs(Reino Unido, 1929)


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z a responder con mucho entusiasmo apart ir de la seg unda mitad d el siglo XX,principalmente con grandes microscopiosllamados aceleradores donde se estu-diaban los escombros que dejaban los cho-ques entre part culas a energas cada vezms a ltas. Sin embargo, la respu esta fuems difcil de encontrar de lo que se espe-raba; de estos choques comenz a apare-cer una gran variedad de partculas ex-ticas que nadie se hab a imaginado o podaexplicar. La respuesta fue finalmenteesclarecida en la dcada de 1960 por Mu-rray Gell-Mann y George Zweig, quien espropusieron que tanto e l protn como elneut rn tenan estructura interna, la cualconsista en t res partculas elementalesque llamaron quarks. Esta hiptesis fuecomprobad a, entre 1967-1973, con el ace-lerador d el SLAC por Friedman, Kendall yTaylor.La descripcin que hace d e la mate ria elmodelo estndar se basa en la unificacin

de dos grandes teoras fsicas: la mecnica

cuntica y la relatividad especial de Eins-tein. En dicha descripcin, las simetras queobedecen las interacciones juegan unpapel predominante, asignndole a laspartculas elementales nuevas propieda-des como el espn, isoespn, color, sabor,extraeza, encanto, etc. El modelo estn-dar postula que e l Universo se comp onede materia y antimateria, es decir, cada par-

tcula tiene su antipartcula, y existen tresgeneraciones de partculas. El Universo estcasi totalmente formado por miembros dela primera generacin. Las otras dosgeneraciones son responsables de mate-ria extica inestable e ncontrada a altasenergas. Como se indica en la figura, cadageneracin est compuesta por dos quarks,partculas de carga elctrica Q fraccionaria(+2/3 y -1/3), y dos leptones, uno neutro(el neutrino) y el otro de carga negativa(-1). Los leptones, cuyo miembro ms cono-cido es e l electrn, no experimentan la

interaccin nuclear fuerte.


Las fuerzas actan por intercambio departculas mediadoras llamadas bosones.La interaccin electromagntica ocurreentre partculas cargadas elctricamentepor medio del intercambio de un fotn ()y da lugar a la luz. La interaccin nuclearfuerte slo es percibida por la carga crom-tica (color) de los quarks a travs del inter-cambio de gluones (g), y es responsab lede la estab ilidad del ncleo a tmico. Lainteraccin nuclear dbil transforma par-tculas de un tipo (sabor) a otro y es media-da por los bosones Z y W, dando lugar ala radioactividad (decaimiento beta).

El modelo estnd ar tiene actu almentevarias preguntas que resolver para mante-ner su validez, entre las que se encuentranla vasta diferencia que existe en el Universoentre la materia y la antimateria, y si pode-mos integrar la interaccin nuclear fuertea la descripcin unificada d e las fuerzaselectromagn tica y db il. Pero quizs lams importante e s el mecanismo respon-sable de l origen y distribucin (notable-mente dispar) de las masas de las part-culas elementales en los primeros instantesdel comienzo del Universo, es decir delBigBang. El mecanismo ms aceptado fue

propuesto en 1964 por el matemticobritnico Peter Higgs, el cual recurre arupturas espontneas de ciertas simetrascausadas por la interaccin de las part-culas elementales con una que l inventy que, en su honor, se conoce como el bo-sn de Higgs. A pesar de ciertos esfuerzos,esta part cula, que el fsico americano LeonLederman apoda la partcula de Dios, yde la cual depende en gran parte la validezdel modelo estndar, no ha sido encon-trada hasta ahora. La presente cons-truccin del Gran Colisionador deHadrones (LHC) por la Organizacin Euro-pea para la Investigacin Nuclear (CERN)en Ginebra, Suiza, est motivada principal-mente por la bsqueda de esta elusivapartcula.

Despus de 44 aos de espera para validarsu hiptesis, podemos solidarizarnos conla expectativa del profesor Higgs por lapuesta a punto del LHC, la cual est progra-mada para fines de 2008. Sin embargo, apesar de todos e stos acontecimientos, ytomando en cuenta experiencias ante-riores, podramos p erfectamente pregun-tarnos de nuevo, es una partcula elemen-

tal un quark, un electrn o un neutrino?

Para m, el estudio de estas leyes es inseparablede un amor por la naturaleza en todas susmanifestaciones.

Murray Gell-Mann (EEUU, 1929)

Quarks

Leptones

Fuerzas

GeneracionesI

IIIIII

+2/3

-1/3

-1

0

Q

Q


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onsigue una vela cilndrica de unos 10 cm de largo por

1 cm de dimetro. Con un cuchillo hazle una punta ala base cuidando de no cortar la mecha. Toma un alfilerlo suficientemente largo y, por ensayo y error, atraviesa la velaen el centro de manera que ella qued e balanceada cuandoambos lados de l alfiler descansan sobre dos soportes de igualaltura (dos vasos idnticos, dos latas del mismo tamao, etc.).Ahora prende ambas mechas y observa qu sucede.

La vela se parece a un sube -y-baja; primero un extremo bajay el otro sube, despus el extremo que baj sube y el otrobaja; as sucesivamente . Cmo lo hace?

Al prender las mechas, el calor de las llamas que se originapor la combustin derrite la cera de un extremo, que se hacems liviano al gotear al piso. Al ser ms liviano, el otro extremoque es ms pesado ba ja y as entonces se de rrite, gotea, se

vuelve ms liviano y sube. De modo que cada extremo sevuelve ms liviano de forma alterna y observamos elmovimiento tpico del sube -y-baja.

a te nista yaracuyana Milagros Sequera gan la medalla de oro de lcertamen individual de tenis femenino de los Juegos Panamericanosde Ro de Janeiro, en julio de 2007 (fotos). La jugadora, de 26 aos,

derrot en la final del Clube Marapendi a la colombiana Mariana Duquepor 3-6, 7-6 (7-4) y 6-1.

El tenis es un de porte que se juega con raque tas disputado ent re dosjugadores (individuales) o entre dos parejas (dobles). Se origin en Europaa fines d el siglo XIX. En la actualidad, e l ten is se ha un iversalizado y sejuega en muchos pases del mundo. Desde 1926, con la creacin del primertour, es un de porte profesional. Es, adems, un de porte olmpico desdeSel 1988, ya que haba perdido esa categora en los juegos olmpicos dePars en 1924.

La escogencia de la raqueta es fundamental para un buen desempeo ende este dep orte. Dentro de la malla de una raquet a tenemos varias zonascon respuestas distintas depend iendo de dnde se golpee a la pelota. Elcentro d e percusin (CP), que m uchas veces no coincide con el cent rogeomtrico de la malla de la raqueta, es el sitio donde existe menor

vibracin al chocar la raqueta con la pelota. Segn vemos en los diagramas,se puede determinar que, cuando se go lpea el CP, la fuerza ejercida porla mueca (F3) es 0 ya que la fuerza de la mano (F2) y la fuerza de reaccino rebote (F1) se equilibran, dejando q ue e l momento del brazo y raquetasean los que dete rminen la fuerza del golpe que se le va a imprimir a lapelota. En este sitio, al no haber vibracin, se logra golpear la pelotadnd ole la direccin y el efecto que permitir sorprender al adversario. Enel sitio de mayor rebote, el disparo ser muchas veces sin control y la fuerzaejercida sobre la mue ca ir hacia atrs ya que la fuerza de rebo te (F1) esmayor que la ejercida por la mano (F2). En el tenis lo importante es mantenerrgida la mueca para que el brazo sea la ampliacin del mango de laraqueta, y as obtener mome ntos mayores.

Una bue na raqueta y muchsimo en trenamiento desde t emprana edadhan permitido q ue la yaracuyana Milagros Sequera, con solo 1,65 m dealtura y 57 kilos de p eso, se encuen tre entre las primeras cien jugadorasde tenis profesional del mundo (48 desde el 9 de julio de 2007).

La raqueta de tenis

Prueba y vers

Parque Tecnolgico d e Mrida

La vela sube-y-baja


Deportes

Rog elio F. Chovet

Centrode masa

Centro depercusin

Mayorrebote

Menorrebote

F3

F2

F1F3=0

F2F1

F3

F2 F1

Menor

rebote Cent ro depercusin

Mayorrebote


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Construye un clinmetroMateriales. Tabla o cartn duro d e 20 cm x 20 cm ap roxi-

madame nte, cuerda o p abilo, chinche o tachue la, metra otue rca, marcador, transportador, pitillo, cinta mt rica, hojaen blanco, peg amento.Procedimiento Escoge una esquina de la hoja en blanco para dibujar el

arco de graduacin del clinmetro. Con el bolgrafo y eltransportador traza las marcas dentro del rango que vadesde el 0 hasta los 90 grados.

Pega la hoja con el arco de graduacin a la maderahaciendo coincidir la esquina de la hoja con la de la madera.

Ata una tuerca a un pedazo de pabilo de 35 cm aproxima-damente.

Coloca la tachuela en el centro del sector circular del arco

de graduacin y amarra el pabilo con la tuerca. Corta un pitillo a la mitad y pgalo con cinta adhesiva alo largo de l borde superior de la tab la para utilizarlo comomira. Verifica que la tuerca coincida con 0 al colocar elclinmetro con la mira paralela a la horizontal.

Selecciona el objeto cuya altura deseas medir, un rbolpor ejemplo. Busca a un amigo para que te ayude a utilizarel instrumento.

Pdele a tu amigo que mida con la cinta mtrica la alturade tus ojos desde el piso (d), y tambin que mida ladistancia de tus ojos al objeto a medir (D).

Observa el rbol a travs de la mira (el pitillo) del clin-metro.

Pide a tu amigo que lea el ngulo que marca el pabiloen el arco de g raduacin del clinmet ro.

Utiliza la siguiente ecuacin para determinar la altura delrbol, Altura= (D tan ) + d, dondeD es la distancia detus ojos al objeto a medir, el ngulo que marca el clin-metro y dla altura de tus ojos sobre la tierra.

Amrica M. Senz Guzm n , Colegio Santiago de Len de Caracas

Instrumen to para m ed ir ngu los y dete rminar alturas

Pitillo

Pabilo

Tuerca

Tachuela

D

dAltura

ngulo Tangente ngulo Tangente5 0,088 30 0,577

10 0,176 35 0,700

15 0,268 40 0,839

20 0,364 45 1

25 0,466 50 1,192

Por qu suenan las campanas?as campanas son artefactos diseados y fabricados para que, al ser golpeados,suenen. La calidad de las campanas proviene del tipo de son ido que se logrealcanzar con los golpes que se les den pero, cmo pue den sonar?

campanas son hechas de metal y, como cualquier metal, vibran al ser golpeadas.Estas vibraciones perturban las molculas de aire que rode a a la campana, y estaperturbacin a su vez perturba las sucesivas capas de molculas que rodean lazona en movimiento; en otras palabras, la perturbacin se mueve y llega a nuestrosodos golpeando el tmpano. Esta estimulacin del tmpano es transmitida en for-ma d e impulsos elctricos al cerebro, el cual los inte rpreta como un son ido. Elsonido es pues una onda de tipo mecnico por cuanto necesita de un medio (eneste caso el aire) para producirse y propagarse. La forma hueca de la campanaacta como una caja de resonancia ayudando a que el sonido se perciba a mayor

volumen (aumentan do la perturbacin).


nge l Delgad o , Universidad Pedaggica Experimental Libertador, Caracas

Curiosidades


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Planeta Tierra: el planeta azul

ista desde el espacio exterior, la Tierra se nos muestra cubierta por agua en un 70%de su superficie. El 97% de ella es agua salada que constituye los ocanos Pacfico,Atlntico, ndico, rtico y Antrtico, cuya profundidad promedio es del orden de

3 km; del 3% restante, el 2% es hielo y el 1% agua para el consumo humano. Otrasmanifestaciones del agua las encontramos en los ros, que se originan como torrentes enlas tierras altas de los continentes, y van a morir al mar, siend o a su paso fuen te de vida yprosperidad humana, y a veces tambin de devastacin.El agua es, en fin, la vida de nuestro planeta , y es el medio que facilita la transferencia deenerga, a la vez que transporta materiales y controla el depsito de los sedimentos. A travsde l ciclo hidrolgico , las aguas producto de las lluvias que caen e n las altas montaascausan el deshielo de las nieves donde las hay, se desbordan en riachuelos y ros que a vecessalvan grand es desniveles topogrficos en saltos y cataratas, suplen a los lagos formadosen depresiones aisladas en los continentes, hasta llegar de nuevo al mar-ocano e n dond ese evaporan y ascienden para condensarse en nubes de vapor de agua que retroalimentanlas lluvias. No tod a el agua que se p recipita a la Tierra se evapora y retorna al cielo; partede ella se filtra hacia el subsuelo y queda a trapada al encontrar un manto impermeab le quelos asla en un nivel fretico. Es tarea de l geofsico localizar este lmite en profundidad a fin

de orientar la ubicacin de pozos para el consumo de agua p or el hombre.Cuand o el agua arrasa Tormentas e inundaciones. Huracanes en el Atlnt ico, tifonesen el Pacfico Norte, ciclones en el ndico y Australia. Las tempestades, expresiones del poderde d estruccin de l agua en la naturaleza, se originan por la acumulacin de nubes de tor-menta que se arremolinan e n esp iral por efecto de la rotacin de la Tierra. En el ojo de latormenta , zona de bajas presiones, el aire es at rado h acia la espiral con gran fuerza y seproducen fuertes vientos; en el mar se forman olas gigantes con gran poder destructivo.Hoy da, gracias a las imgenes satelitales, tenemos mayor conocimiento y podemos hacerun mejor seguimiento a estos eventos donde el agua es el principal protagon ista.

Inrida Rodrgue z, Universidad Central de Venezuela, Caracas

Observatorio Pierre Auger

Las siete maravillas de la fsica

a Tierra est constantemente bombardeada desde el espacio por partculasde altas energas que se conocen como rayoscsmicos. En la mayora delos casos son protones que al chocar con la atmsfera producen una lluvia

de partculas secundarias, muchas de las cuales llegan a la superficie. El origende los rayos csmicos es todava incierto y se piensa que depende de sus energas:los de baja a mediana energa (109-1018 eV) se originan en nuestra galaxia, la VaLctea, mientras que los de mayor ene rga (1020 eV o ms), los ms misteriosos,pud ieran venir de otras galaxias. Es til sabe r que las part culas ms energticasproducidas por el hombre apenas llegan a 1012 eV.Las observaciones de rayos csmicos se realizaban en globos y desde los picosde las montaas, y cuentan con un pasado ilustre ya que comprobaron la exis-

tencia de la antimateria con e l descubrimiento, en 1932, del positrn , la an ti-part cula del electrn, y la existencia de unas partculas totalmente desconocidascomo los muones que contribuyeron a formular el modelo estndar de laspartculas fundamentales.En la Pampa Amarilla del occidente de Argentina ya est funcionando el Obser-vato rio Pierre Auge r, una colaboracin internacional de 17 naciones, con elpropsito d e desen traar e l origen de los rayos csmicos de altas ene rgas. Elrea de deteccin es realmente enorme, mayor que el espacio que ocupa Luxem-burgo, y se utilizan dos m todos indep end ientes para reconstruir la cascada depart culas desde la fuente. El primero consiste en 1 600 tanques de agua de 12000 litros cada uno colocados en una t rama de 1,5 km. El segundo mide la luzfluorescente producida cuando las partculas chocan con el nitrgeno d el aire.Resultad os preliminares parecen indicar que los rayos csmicos de las ms altasenergas se o riginan en los ncleos de g alaxias activas, los cuales son energi-

zados por huecos negros superma sivos.

Claudio Mend oza,IVIC/CeCalCULA

Fasciculo21 El Modelo Estandar de La Materia

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