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Explicación del experimento de Hafele-keating
ResumenLa Óptica Cuántica es una parte del tema más general de la Electrónica Cuántica, que incluye los relojes atómicos y los láseres. Gracias a nuestro conocimiento de las propiedades mecánicas cuánticas de las transiciones hiperfinas del estado básico a frecuencias de microondas en determinados átomos, se han creado relojes muy estables que permiten realizar mediciones de tiempo muy precisas. Un conocimiento similar de las transiciones ópticas entre los estados de energía electrónicos de los átomos permite fabricar láseres con sus numerosas y maravillosas propiedades. Entre ellas, la capacidad de producir pulsos de luz muy, muy cortos, que pueden utilizarse para el radar óptico y la comparación del tiempo a distancia.Palabras claveEstas palabras clave han sido añadidas por la máquina y no por los autores. Este proceso es experimental y las palabras clave pueden actualizarse a medida que el algoritmo de aprendizaje mejore.
¿Cuál fue el experimento de hafele-keating
El experimento Hafele-Keating fue una prueba de la teoría de la relatividad. En octubre de 1971, Joseph C. Hafele, físico, y Richard E. Keating, astrónomo, llevaron cuatro relojes atómicos de haz de cesio a bordo de aviones comerciales. Dieron dos vueltas al mundo, primero hacia el este y luego hacia el oeste, y compararon los relojes con otros que permanecían en el Observatorio Naval de Estados Unidos. Cuando se reunieron, se comprobó que los tres conjuntos de relojes no coincidían entre sí, y sus diferencias eran coherentes con las predicciones de la relatividad especial y general.
“Durante octubre de 1971, cuatro relojes de haz atómico de cesio fueron transportados en vuelos comerciales regulares alrededor del mundo dos veces, una hacia el este y otra hacia el oeste, para probar la teoría de la relatividad de Einstein con relojes macroscópicos. A partir de las trayectorias de vuelo reales de cada viaje, la teoría predijo que los relojes voladores, comparados con los relojes de referencia del Observatorio Naval de EE.UU., deberían haber perdido 40+/-23 nanosegundos durante el viaje hacia el este y deberían haber ganado 275+/-21 nanosegundos durante el viaje hacia el oeste … En relación con la escala de tiempo atómico del Observatorio Naval de EE.UU., el reloj volador debería haber perdido más tiempo. S. Naval Observatory, los relojes voladores perdieron 59+/-10 nanosegundos durante el viaje hacia el este y ganaron 273+/-7 nanosegundos durante el viaje hacia el oeste, donde los errores son las desviaciones estándar correspondientes. Estos resultados proporcionan una resolución empírica inequívoca de la famosa “paradoja” de los relojes macroscópicos.”
Experimento Hafele-keating pdf
La teoría de la relatividad general de Albert Einstein predice que los relojes situados en diferentes potenciales gravitatorios marcan un ritmo diferente: un reloj situado a mayor altura marcará más rápido que un reloj situado más cerca del centro de la Tierra. En otras palabras, el tiempo pasa más rápido en el piso de arriba de tu vecino que en el tuyo.
Para complicar las cosas, la teoría de la relatividad especial, que precedió a la relatividad general durante una década, predice un efecto similar para los relojes en movimiento: un reloj estacionario marcará más rápido que un reloj en movimiento. Este es el origen de la famosa paradoja de los gemelos: después de un viaje de ida y vuelta en una nave espacial que viaja a una velocidad excepcionalmente alta, un viajero regresaría a la Tierra para encontrar que su hermano gemelo es ahora más viejo que ella, porque el tiempo ha pasado más lentamente en la nave en movimiento que en la Tierra.
Ambos efectos de la llamada dilatación del tiempo se han verificado en varios experimentos a lo largo de las décadas, que tradicionalmente han dependido de grandes escalas de distancia o velocidad. En una prueba histórica de 1971, Joseph Hafele, de la Universidad de Washington en Saint Louis, y Richard Keating, del Observatorio Naval de EE.UU., llevaron relojes atómicos de cesio alrededor del mundo en vuelos comerciales, y luego compararon los relojes con los de referencia en tierra para descubrir que habían divergido, como predice la relatividad. Pero incluso a la velocidad y la altitud de los aviones a reacción, los efectos de la dilatación del tiempo relativista son minúsculos: en el experimento de Hafele-Keating, los relojes atómicos diferían después de sus viajes en apenas decenas o cientos de nanosegundos.
Reloj atómico relatividad especial
Para crear los relojes atómicos ópticos, los investigadores enfriaron átomos de estroncio hasta casi el cero absoluto dentro de una cámara de vacío. El enfriamiento hizo que los átomos aparecieran como una bola azul brillante flotando en la cámara.
Adam MannContribuidor de Ciencia en VivoAdam Mann es un periodista independiente con más de una década de experiencia, especializado en historias de astronomía y física. Es licenciado en astrofísica por la Universidad de Berkeley. Su trabajo ha aparecido en el New Yorker, el New York Times, National Geographic, Wall Street Journal, Wired, Nature, Science y muchos otros lugares. Vive en Oakland, California, donde le gusta montar en bicicleta.
