Experimentos Cruciales de La Fisica

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EXPERIMENTOS CRUCIALES DE LA FISICA250 A. C. ARISTTELES PROPONE POR VEZ PRIMERA UN MODELO HELIOCNTRICO DEL SISTEMA SOLAR. El heliocentrismo (del griego: -helios Sol y -kentron centro) es un modelo astronmico segn el cual la Tierra y los planetas se mueven alrededor de un Sol relativamente estacionario y que est en el centro del Universo. Histricamente, el heliocentrismo se opona al geocentrismo, que colocaba en el centro a la Tierra. La idea de que la Tierra gira alrededor del Sol fue propuesta desde el siglo III a.C. por Aristarco de Samos, aunque no recibi apoyo de otros astrnomos de la antigedad. No fue sino hasta el siglo XVI, durante el Renacimiento, cuando un modelo matemtico completamente predictivo de un sistema heliocntrico fue presentado por el matemtico, astrnomo y clrigo catlico polaco Nicols Coprnico, con la publicacin pstuma en 1543 del libro De Revolutionibus Orbium Coelestium. Esto marc el inicio de lo que se conoce en Historia de la ciencia como revolucin copernicana. En el siglo siguiente, Johannes Kepler extendi este modelo para incluir rbitas elpticas. Su trabajo se apoy en observaciones hechas con un telescopio que fueron presentadas por Galileo Galilei. Con las observaciones de William Herschel, Bessel y otros, los astrnomos terminaron por aceptar que el Sol no se encuentra en el centro del universo; en la dcada de 1920, Edwin Hubble demostr que formaba parte de un complejo an mucho mayor: la galaxia (la Va Lctea), y que esta era tan solo una entre miles de millones de galaxias ms. 500-1000: AL JUARISMI DESARROLLA EL ALGEBRA. Fue un matemtico, astrnomo y gegrafo persa musulmn, que vivi aproximadamente entre 780 y 850. Para muchos, fue el ms grande de los matemticos de su poca. Es considerado como el padre del lgebra y como el introductor de nuestro sistema de numeracin denominado arbigo.

1700: JOSEPH PRIESTLEY DESCUBRE EL OXIGENO Y MUESTRA QUE EL AIRE ESTA FORMADO POR DIFERENTES GASES. Qumico angloamericano y descubridor de cierto nmero de gases, durante aos se le reconoci como descubridor del oxgeno, aunque ste haba sido descubierto tres aos antes en un trabajo poco conocido por Carl Wilhelm Scheele. 1796. EDWAR JENNER EXPERIMENTA CON LA PRIMERA VACUNA. Naci el 17 de mayo de 1749 en Berkeley, condado de Gloucester, Inglaterra y falleci un 26 de enero de 1823 en la propia localidad de Berkeley. Fue un afamado investigador, mdico rural y poeta, cuyo descubrimiento de la vacuna antivarilica tuvo trascendencia definitoria para combatir la viruela, enfermedad que se haba convertido en una terrible epidemia a nivel de varios continentes. Era tambin llamado como el sabio-poeta debido a la pasin que senta por escribir y manifestar sus sentimientos a travs de esta faceta de la literatura. Tambin amaba la msica y la naturaleza. 1801. THOMAS YOUNG REALIZA EL EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DEMOSTRANDO LA DUALIDAD ONDA CREPSCULO DE LA LUZ Thomas Young (13 de junio de 1773-10 de mayo, 1829) fue un cientfico ingls. Young es clebre por su experimento de la doble rendija que mostraba la naturaleza ondulatoria de la luz y por haber ayudado a descifrar los jeroglficos egipcios a partir de la piedra Rosetta. Biografa Young perteneca a una familia cuquera de Milverton, Somerset, donde naci en 1773 siendo el ms joven de diez hermanos. Sus padres eran Thomas Young seor, un banquero y comerciante, y su madre Sarah Davis. A la edad de catorce aos comenz estudios de griego, latn, francs, italiano, hebreo, caldeo, sirio, samaritano, rabe, persa, turco y amharico. Comenz sus estudios de medicina en Londres en 1792 mudndose poco despus a Edimburgo (1794) y Gotinga (1795) donde obtuvo el grado de doctor en fsica en 1796. Entre 1801 y 1803 fue profesor de fsica en la Royal Institution pero renunci a este cargo temiendo que sus labores docentes interfiriesen con su actividad mdica. Muri en Londres el 10 de mayo de 1829. Obra cientfica Mathematical elements of natural philosophy, 2002 Durante sus aos como profesor de la Royal Institution realiz 91 conferencias sobre muy diversos temas. Estas conferencias fueron publicadas en 1807 bajo el ttulo: Course of Lectures on Natural Philosophy y contenan un buen nmero de anticipaciones de teoras que seran desarrolladas con posterioridad. Present la teora de la visin del color denominada Young-Helmholtz. Experimento de la doble rendija Young es conocido por sus experiencias de interferencia y difraccin de la luz demostrando la naturaleza ondulatoria de sta. En 1801 hizo pasar un rayo de luz a travs de dos rendijas paralelas sobre una pantalla generando un patrn de bandas claras y oscuras demostrando que la luz es una onda. 1820. HANS CHRISTIAN RSTED DESCUBRE LA CONEXIN ENTRE ELECTRICIDA Y MAGNETISMO Hans Christian rsted (pronunciado en espaol Oersted; Rudkbing, Langeland, 14 de agosto de 1777 Copenhague, Capital (Hovedstaden), 9 de marzo de 1851) fue un fsico y qumico dans, influido por el pensamiento alemn de Immanuel Kant y tambin de la filosofa de la Naturaleza. Fue un gran estudioso del electromagnetismo. En 1813 ya predijo la existencia de los fenmenos electromagnticos, que no demostr hasta 1820, inspirando los desarrollos posteriores de Andr-Marie Ampre y Faraday, cuando observ que una aguja imantada colocada en direccin paralela a un conductor elctrico se desviaba cuando se haca circular una corriente elctrica por el conductor, demostrando as la existencia de un campo magntico en torno a todo conductor atravesado por una corriente elctrica, e inicindose de ese modo el estudio del electromagnetismo. Este descubrimiento fue crucial en el desarrollo de la electricidad, ya que puso en evidencia la relacin existente entre la electricidad y el magnetismo. Oersted es la unidad de medida de la reluctancia magntica. Se cree que tambin fue el primero en aislar el aluminio, por electrlisis, en 1825, y en 1844 public su Manual de fsica mecnica. Biografa Influido por su padre, que era farmacutico, se orient por los estudios de farmacia en 1797, al cumplir los veinte aos. Tres aos despus, se licenci en medicina, lo que le hubiese podido servir para asegurarse un futuro como mdico. Sin embargo, su pasin por la fsica-qumica y en especial por las fuerzas electroqumicas- que permaneca intacta unida a un inters creciente por la filosofa de la Naturaleza, desencadenaron todas sus reflexiones y explican en buena medida las razones por las que se interes por los trabajos de J. W. Ritter sobre el galvanismo. De regreso de su estancia por estudios en Pars, en donde conoci, entre otros, a Georges Cuvier y a Jean-Baptiste Biot, trabaj en estrecha colaboracin con J. W. Ritter y se convirti, a la muerte de ste, en su heredero espiritual. En 1820 descubri la relacin entre la electricidad y el magnetismo demostrando empricamente que un hilo conductor de corriente puede mover la aguja imantada de una brjula. Puede, pues, haber interaccin entre las fuerzas elctricas por un lado y las fuerzas magnticas por otro, lo que en aquella poca result revolucionario. A rsted no se le ocurri ninguna explicacin satisfactoria del fenmeno, y tampoco trat de representar el fenmeno en un cuadro matemtico. Sin embargo, public enseguida el resultado de sus experimentos en un pequeo artculo en latn titulado: Experimenta circa effectum conflictus electrici in acum magneticam. Sus escritos se tradujeron enseguida y tuvieron gran difusin en el seno de la comunidad cientfica europea. Los resultados fueron criticados con dureza. Ampre conoci los experimentos de rsted en septiembre de 1820, lo que le sirvi para desarrollar poco ms tarde la teora que sera el punto de partida del electromagnetismo. Cuanto ms se aceptaban las teoras de Ampre por parte de otros sabios, ms se reconoca la autenticidad e intuicin de rsted, tanto en la comunidad cientfica como entre sus conciudadanos. Tras este descubrimiento, el sabio dans sigui contando con un prestigio y una fama que nunca menguara hasta el momento de su muerte. La Royal Society le otorg la medalla Copley en 1820. En 1825 realiz una importante contribucin a la qumica, al ser el primero en aislar y producir aluminio. Muri en Copenhague el 9 de marzo de 1851. La poblacin danesa sinti mucho su muerte puesto que gracias a sus descubrimientos y a sus dotes de orador, haba contribuido a transmitir una imagen activa y positiva de Dinamarca. 1843. JAMES PRESCOTT JOULE MIDE LA EQUIVALENCIA ENTRE EL TRABAJO MECNICO EL CALOR RESULTADO EN LA FORMULACIN DE LA LEY DE CONVENCIN DE LA ENERGA. James Prescott Joule (naci en Mnchester el 25 de diciembre de 1818 - muri el 11 de octubre de 1889), fue un fsico ingls, uno de los ms notables fsicos de su poca, conocido sobre todo por sus investigaciones en electricidad, termodinmica y energa. Estudi el magnetismo, y descubri su relacin con el trabajo mecnico, lo cual le condujo a la teora de la energa. La unidad internacional de energa, el calor y trabajo, el Joule (o julio), fue bautizada en su honor. Trabaj con Lord Kelvin para desarrollar la escala absoluta de la temperatura, hizo observaciones sobre la teora termodinmica (efecto Joule-Thomson) y encontr una relacin entre la corriente elctrica que atraviesa una resistencia y el calor disipado, llamada actualmente ley de Joule.

1931. GEORGES LEMAITRE PROPONE LAS BASES DE LO QUE SE CONVIRTIERA EN LA TEORIA DEL BIG-BANG. La teora del Big Bang, la Gran Explosin que habra originado nuestro mundo, pertenece a la cultura general de nuestra poca. Originalmente fue formulada por el belga Georges Lematre, fsico y sacerdote catlico. Con ocasin del centenario de su nacimiento se ha editado un libro que ilustra la vida y obra de Lematre El astrofsico y sacerdote belga Georges Lamaitre (1894-1966) es el padre de la teora del Big Bang. En 1927 public un informe que resolvi las ecuaciones de Einstein sobre el universo entero y sugiri que el universo se est expandiendo. En 1931, propuso la idea de que el universo se origin en la explosin de un tomo primigenio o huevo csmico. Dicha explosin ahora se llama el Big Bang o Gran Explosin. 1947. JOHN BARDEEN Y WALTER BRITTIAN FABRICA EN EL PRIMER TRANSISTOR. El transistor es un dispositivo electrnico semiconductor utilizado para entregar una seal de salida en respuesta a una seal de entrada.1 Cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El trmino transistor es la contraccin en ingls de transfer resistor (resistor de transferencia). Actualmente se encuentran prcticamente en todos los aparatos electrnicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lmparas, tomgrafos, telfonos celulares, entre otros. Historia El transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de Estados Unidos en diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes fueron galardonados con el Premio Nobel de Fsica en 1956. Fue el sustituto de la vlvula termoinica de tres electrodos, o trodo. El transistor de efecto campo fue patentado antes que el transistor BJT (en 1930), pero no se dispona de la tecnologa necesaria para fabricarlos masivamente. Es por ello que al principio se usaron transistores bipolares y luego los denominados transistores de efecto de campo (FET). En los ltimos, la corriente entre el surtidor o fuente (source) y el drenaje (drain) se controla mediante el campo elctrico establecido en el canal. Por ltimo, apareci el MOSFET (transistor FET de tipo Metal- xido-Semiconductor). Los MOSFET permitieron un diseo extremadamente compacto, necesario para los circuitos altamente integrados (CI). Hoy la mayora de los circuitos se construyen con tecnologa CMOS. La tecnologa CMOS (Complementary MOS MOS Complementario) es un diseo con dos diferentes MOSFET (MOSFET de canal n y p), que se complementan mutuamente y consumen muy poca corriente en un funcionamiento sin carga. El transistor consta de un sustrato (usualmente silicio) y tres partes dopadas artificialmente (contaminadas con materiales especficos en cantidades especficas) que forman dos uniones bipolares, el emisor que emite portadores, el colector que los recibe o recolecta y la tercera, que est intercalada entre las dos primeras, modula el paso de dichos portadores (base). A diferencia de las vlvulas, el transistor es un dispositivo controlado por corriente y del que se obtiene corriente amplificada. En el diseo de circuitos a los transistores se les considera un elemento activo, a diferencia de los resistores, condensadores inductores que son elementos pasivos. Su funcionamiento slo puede explicarse mediante mecnica cuntica. De manera simplificada, la corriente que circula por el colector es funcin amplificada de la que se inyecta en el emisor, pero el transistor slo grada la corriente que circula a travs de s mismo, si desde una fuente de corriente continua se alimenta la base para que circule la carga por el colector, segn el tipo de circuito que se utilice. El factor de amplificacin o ganancia logrado entre corriente de colector y corriente de base, se denomina Beta del transistor. Otros parmetros a tener en cuenta y que son particulares de cada tipo de transistor son: Tensiones de ruptura de Colector Emisor, de Base Emisor, de Colector Base, Potencia Mxima, disipacin de calor, frecuencia de trabajo, y varias tablas donde se grafican los distintos parmetros tales como corriente de base, tensin Colector Emisor, tensin Base Emisor, corriente de Emisor, etc. Los tres tipos de esquemas(configuraciones) bsicos para utilizacin analgica de los transistores son emisor comn, colector comn y base comn. Modelos posteriores al transistor descrito, el transistor bipolar (transistores FET, MOSFET, JFET, CMOS, VMOS, etc.) no utilizan la corriente que se inyecta en el terminal de base para modular la corriente de emisor o colector, sino la tensin presente en el terminal de puerta o reja de control (graduador) y grada la conductancia del canal entre los terminales de Fuente y Drenaje. Cuando la conductancia es nula y el canal se encuentra estrangulado, por efecto de la tensin aplicada entre Compuerta y Fuente, es el campo elctrico presente en el canal el responsable de impulsar los electrones desde la fuente al drenaje. De este modo, la corriente de salida en la carga conectada al Drenaje (D) ser funcin amplificada de la Tensin presente entre la Compuerta (Gate) y Fuente (Source). Su funcionamiento es anlogo al del triodo, con la salvedad que en el triodo los equivalentes a Compuerta, Drenador y Fuente son Reja (o Grilla Control), Placa y Ctodo. Los transistores de efecto de campo son los que han permitido la integracin a gran escala disponible hoy en da; para tener una idea aproximada pueden fabricarse varios cientos de miles de transistores interconectados, por centmetro cuadrado y en varias capas superpuestas. 2000. RAYMOND DAVIS JR. DETECTA LAS TRANSFORMACIONES DE LOS DIFERENTES TIPOS DE NEUTRINOS, MOSTRANDO QUE STOS TIENEN MASA. Los neutrinos son partculas subatmicas de tipo ferminico, sin carga. Desde hace unos aos se sabe, en contra de lo que se pensaba, que estas partculas tienen masa, pero muy pequea, y es muy difcil medirla. Hoy en da, se cree que la masa de los neutrinos es inferior a unos 5,5 eV/c2 lo que significa menos de una milmillonsima de la masa de un tomo de hidrgeno. Su conclusin se basa en el anlisis de la distribucin de galaxias en el universo y es, segn afirman este cientfico, la medida ms precisa hasta ahora de la masa del neutrino. Raymond Davis, del Laboratorio Nacional de Brookhaven construy un detector de neutrinos, a 1,6 kilometros bajo tierra en la mina de oro de Homestake en Lead, Dakota del Sur. El detector consiste en un tanque de 378.000 litros de percloroetileno, que adems est aislado sumergido en el agua. Las expectativas tericas eran de alrededor de una interaccin neutrino-cloro por da, pero los eventos de neutrinos solares medidos, fueron alrededor de un tercio de eso, planteando serias dudas sobre la abundancia de los neutrinos solares. 2008. SE COMPLETA EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES. Un instrumento gigantesco para desentraar los misterios de lo ms pequeo. Despus de muchos retrasos, empezar a funcionar el acelerador de partculas ms grande y potente del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (o LHC, del ingls Large Hadron Collider), a un costo que podra llegar a los 10 000 millones de dlares. Se trata del dispositivo experimental ms caro de la historia; con l se espera hallar el camino que debe seguir la fsica para entender ms ntimamente el Universo. Este proyecto se concibi en los aos 70 y fue aprobado en 1994; se trata de una aventura internacional en la que participan varios centros de investigacin de Mxico. Un acelerador, como su nombre indica, acelera partculas cargadas por medio de campos elctricos y magnticos. Las partculas luego chocan entre s y de estas colisiones surgen nuevas partculas El CERN est construyendo el acelerador de partculas ms grande y potente del mundo: el LHC, un anillo de 27km de circunferencia. Lo que se descubra con este nuevo acelerador nos permitir comprender mejor el Universo. Una mquina que acelerar dos haces de partculas, en sentidos opuestos, hasta ms del 99,9% de la velocidad de la luz. El choque de estos haces crear cascadas de nuevas partculas que los fsicos podrn estudiar. El LHC est instalado en un tnel de 27 km de circunferencia, a una profundidad que oscila entre los 50 y los 150 m. Este tnel, situado entre la cordillera del Jura, en Francia, y el Lago Ginebra, en Suiza, se construy en la dcada de 1980 El LHC provocar colisiones frontales entre dos haces de partculas del mismo tipo, o bien protones o bien iones de plomo. Los haces se crearn en una cadena de aceleradores que ya existe en el CERN, y despus se inyectarn en el LHC, donde se movern en un vaco comparable al del espacio sideral. Los imanes superconductores, que funcionan a temperaturas extremadamente bajas, guiarn los haces alrededor del anillo. Cada haz estar formado por unos 3.000 paquetes de partculas, y cada paquete contendr unos 100.000 millones de partculas. Las partculas son tan pequeas que la probabilidad de que dos de ellas choquen es muy pequea. Cuando dos haces se crucen, slo se producirn unas 20 colisiones entre los 200.000 millones de partculas. Cuando se ponga en marcha, el LHC provocar las colisiones ms energticas que jams se hayan producido en un laboratorio. Los fsicos estn ansiosos por saber qu revelarn estas colisiones, que se registrarn con cuatro inmensos detectores: ALICE, ATLAS, CMS y LHCb. Con ellos, los fsicos quieren investigar nuevos fenmenos relacionados con la materia, la energa, el espacio y el tiempo.

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