C = ¿?: Ondas electromagnéticas
Recientemente he leído diferentes artículos sobre los experimentos realizados acerca de la velocidad de la luz. En algunos casos son de frenado, me consta que se ha conseguido reducir a 0 aunque los artículos que tengo hablan de 60 km/h y por otro lado tengo los resultados del experimento del NEC en el cual se acelero a C por 310. Referente a esto tengo algunas dudas las cuales no he podido encontrar respuesta:
¿En el caso de la aceleración dicen que no viola las leyes de la Relatividad pero yo creo que en parte crea la paradoja del? ¿Abuelo? (Causa-efecto). En el experimento el pulso de microondas que atravesó la caja de Cesio enfriado salió 62 nanosegundos antes de que entrara y la explicación es que en realidad crea una copia idéntica al rayo que ha de entrar. Pero imaginemos que se corta el experimento 10 nanosegundos antes de que entre el pulso de microondas en la caja, ¿hubiera salido por el otro extremo 52 nanosegundos antes de cortar, o dicho de otra forma hubiera hecho la copia?
En la ralentización hasta 60 km/h, supongamos que introducimos materia. ¿La materia podría alcanzar esta velocidad o superarla?
En el caso de que SI pueda, ¿qué valor tendría? ¿c? : c=60 km/h o c=199792458 m/seg? Si c=60 km/h ¿La materia podría viajar a más velocidad que la luz?
Si tu respuesta es que NO puede, o solo puede lograrlo al 99.9%¿Qué le ocurre a la materia al alcanzar esta velocidad? Si contestamos que se convierte en energía, se convertiría en una singularidad, masa nula y energía infinita.
Se que estas preguntas son un poco complicadas y tengan la respuesta que tengan, por mi forma de entender la cuestión, llevan a situaciones que no son fáciles de asimilar. No obstante pienso que se me escapa la respuesta acertada y lógica que respete las leyes de la Relatividad en ambos casos.
Gracias y prometo puntuar acorde con la respuesta, (aunque a mi solo lo han hecho una vez y estoy pendiente de que me puntúen varias respuestas).
¿En el caso de la aceleración dicen que no viola las leyes de la Relatividad pero yo creo que en parte crea la paradoja del? ¿Abuelo? (Causa-efecto). En el experimento el pulso de microondas que atravesó la caja de Cesio enfriado salió 62 nanosegundos antes de que entrara y la explicación es que en realidad crea una copia idéntica al rayo que ha de entrar. Pero imaginemos que se corta el experimento 10 nanosegundos antes de que entre el pulso de microondas en la caja, ¿hubiera salido por el otro extremo 52 nanosegundos antes de cortar, o dicho de otra forma hubiera hecho la copia?
En la ralentización hasta 60 km/h, supongamos que introducimos materia. ¿La materia podría alcanzar esta velocidad o superarla?
En el caso de que SI pueda, ¿qué valor tendría? ¿c? : c=60 km/h o c=199792458 m/seg? Si c=60 km/h ¿La materia podría viajar a más velocidad que la luz?
Si tu respuesta es que NO puede, o solo puede lograrlo al 99.9%¿Qué le ocurre a la materia al alcanzar esta velocidad? Si contestamos que se convierte en energía, se convertiría en una singularidad, masa nula y energía infinita.
Se que estas preguntas son un poco complicadas y tengan la respuesta que tengan, por mi forma de entender la cuestión, llevan a situaciones que no son fáciles de asimilar. No obstante pienso que se me escapa la respuesta acertada y lógica que respete las leyes de la Relatividad en ambos casos.
Gracias y prometo puntuar acorde con la respuesta, (aunque a mi solo lo han hecho una vez y estoy pendiente de que me puntúen varias respuestas).
1 Respuesta
Respuesta de Lucas Dasso
1
Sobre el experimento de Lijun J. Wang sobre la aceleración de la luz no viola la ley de la relatividad ni tampoco se puede aplicar la paradoja del Abuelo. Primero porque la luz no tiene masa y segundo porque lo que viaja más rápido que la luz es el impulso de rayos u ondas, y no los rayos u ondas propiamente dichos. En esta URL podes leer una explicación excelente sobre el experimento:
http://www.orene.org/reich/terra/elpais/masquela.html
Básicamente explica que lo que viajo más rápido fue el grupo de ondas, pero las ondas -o información- del impulso de luz no solo permaneció bajo la velocidad de la luz -respetando las leyes de relatividad- sino que de hecho viajo hacia atrás. Es poco intuitivo, ya lo se. Podes pensarlo como un embotellamiento de tráfico donde el grupo de autos se desplazan hacia adelante, pero le embotellamiento -la información- crece haci atrás a medida que se juntan más y más autos.
Es la información la que no puede viajar a más velocidad que la de la luz. Por eso si bien en el experimento surge un rayo antes de que este entrara en la caja de Cesio, este rayo no tiene ninguna información y por lo tanto es incapaz de modificar su propia causa, lo cual cancela la paradoja del Abuelo.
Sobre tu pregunta de qué pasaría si apagáramos el rayo 10 nanosegundos antes, la respuesta es que no pasaría nada pues si el rayo no llega a entrar en la caja no se produce la consecuencia ya que nunca es sujeto las particulares características del Cesio a bajas temperaturas.
Es raro de entender si pensás en un tiempo lineal un solo sentido donde todo efecto es precedido por la causa. En el experimento hay causa-efecto, pero para atrás en el tiempo. No se viola la ley de relatividad pues el rayo -como ya mencione antes- no contiene información que pueda influir en su causa y detenerla.
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En el experimento de desaceleración de la luz realizado por el grupo de Lene Hau en el Rowland Institute for Science de Cambridge utilizando una pequeña nube de átomos de sodio congelados a menos de un microkelvin sobre cero absoluto, también fue realizado por el grupo dirigido por Ronald Walsworth y Mikhail Lukin,
Del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en Cambridge, logran casi los mismos resultados en una celda de
4 centímetros de largo de vapor de rubidio no más caliente que el agua hirviendo.
En ambos casos la luz fue desacelerada. Primero hasta 60 Km/H, y luego hasta que se detuvo completamente. O no realmente. En esta URL podes encontrar el experimento muy bien explicado:
http://www.portaldelmilenio.com.ar/editorial/luz/
Basicmanete el experimento funciona así. Se envía el laser SEÑAL hacia el gas. El gas es ´opaco´ como una pared al laser y comúnmente absorveria su energía. Por eso es que se iradia el gas con un segundo laser, el cual vuelve al gas ´transparente´ al laser SEÑAL. Este efecto se conoce como "Transparencia Electromagnéticamente Inducida".
Este efecto consiste en que a la par que el laser SEÑAL recorre el gas lo sigue un patrón en el alineamiento de los pequeños campos magnéticos de los átomos a su al rededor, patrón que imita exactamente la forma -o SEÑAL- del pulso de luz. Este patrón atómico se conoce como "polariton".
Luego, para "detener" este polaritron, se apaga el segundo laser y en consecuencia el gas recobra sus propiedades usuales, y termina por absorber la luz del primer laser y su SEÑAL, hasta que estos desaparecen completamente.
El truco esta en que si bien la luz original se perdió, su polariton perduró en los átomos del gas. Así que la información no se perdió.
Para recuperar la luz perdida se iradia nuevamente el gas con un laser y el polaritón se convierte en luz codificada que comienza a acelerarse hasta salir del gas. Por supuesto que
http://www.orene.org/reich/terra/elpais/masquela.html
Básicamente explica que lo que viajo más rápido fue el grupo de ondas, pero las ondas -o información- del impulso de luz no solo permaneció bajo la velocidad de la luz -respetando las leyes de relatividad- sino que de hecho viajo hacia atrás. Es poco intuitivo, ya lo se. Podes pensarlo como un embotellamiento de tráfico donde el grupo de autos se desplazan hacia adelante, pero le embotellamiento -la información- crece haci atrás a medida que se juntan más y más autos.
Es la información la que no puede viajar a más velocidad que la de la luz. Por eso si bien en el experimento surge un rayo antes de que este entrara en la caja de Cesio, este rayo no tiene ninguna información y por lo tanto es incapaz de modificar su propia causa, lo cual cancela la paradoja del Abuelo.
Sobre tu pregunta de qué pasaría si apagáramos el rayo 10 nanosegundos antes, la respuesta es que no pasaría nada pues si el rayo no llega a entrar en la caja no se produce la consecuencia ya que nunca es sujeto las particulares características del Cesio a bajas temperaturas.
Es raro de entender si pensás en un tiempo lineal un solo sentido donde todo efecto es precedido por la causa. En el experimento hay causa-efecto, pero para atrás en el tiempo. No se viola la ley de relatividad pues el rayo -como ya mencione antes- no contiene información que pueda influir en su causa y detenerla.
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En el experimento de desaceleración de la luz realizado por el grupo de Lene Hau en el Rowland Institute for Science de Cambridge utilizando una pequeña nube de átomos de sodio congelados a menos de un microkelvin sobre cero absoluto, también fue realizado por el grupo dirigido por Ronald Walsworth y Mikhail Lukin,
Del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics en Cambridge, logran casi los mismos resultados en una celda de
4 centímetros de largo de vapor de rubidio no más caliente que el agua hirviendo.
En ambos casos la luz fue desacelerada. Primero hasta 60 Km/H, y luego hasta que se detuvo completamente. O no realmente. En esta URL podes encontrar el experimento muy bien explicado:
http://www.portaldelmilenio.com.ar/editorial/luz/
Basicmanete el experimento funciona así. Se envía el laser SEÑAL hacia el gas. El gas es ´opaco´ como una pared al laser y comúnmente absorveria su energía. Por eso es que se iradia el gas con un segundo laser, el cual vuelve al gas ´transparente´ al laser SEÑAL. Este efecto se conoce como "Transparencia Electromagnéticamente Inducida".
Este efecto consiste en que a la par que el laser SEÑAL recorre el gas lo sigue un patrón en el alineamiento de los pequeños campos magnéticos de los átomos a su al rededor, patrón que imita exactamente la forma -o SEÑAL- del pulso de luz. Este patrón atómico se conoce como "polariton".
Luego, para "detener" este polaritron, se apaga el segundo laser y en consecuencia el gas recobra sus propiedades usuales, y termina por absorber la luz del primer laser y su SEÑAL, hasta que estos desaparecen completamente.
El truco esta en que si bien la luz original se perdió, su polariton perduró en los átomos del gas. Así que la información no se perdió.
Para recuperar la luz perdida se iradia nuevamente el gas con un laser y el polaritón se convierte en luz codificada que comienza a acelerarse hasta salir del gas. Por supuesto que
Por supuesto que mientras más se espere más deteriorada sale la señal debido a que en realidad los átomos del gas no están inmóviles, pero es suficiente como para el procesamiento de información quántica en gran escala, lo cual posibilita la computación quantum práctica.
En vista de la naturaleza de dicho experimento no creo realmente puedan ser que apliquadas tus preguntas sobre la introducción de materia y la verdadera velocidad de la luz.
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Con gusto responderé las preguntas que desees reformular, en vista de la información presentada.
En vista de la naturaleza de dicho experimento no creo realmente puedan ser que apliquadas tus preguntas sobre la introducción de materia y la verdadera velocidad de la luz.
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Con gusto responderé las preguntas que desees reformular, en vista de la información presentada.
Gracias, la respuesta ha sido muy completa y muy bien explicada, pero me quedan un par de dudas que me surgen a raíz de lo que explicas.
Dices que es imposible que el pulso de luz pueda transmitir información. Según entiendo yo al leer tu respuesta no hay efecto sin causa aunque una vez se ha provocado el efecto la causa viaja en sentido contrario en el tiempo. Y dices que no se puede enviar información por el tipo de ondas electromagnéticas utilizadas. Esto último no lo asimilo muy bien por que no estoy muy puesto en ondas electromagnéticas, pero si tu lo dices lo doy por bueno sin buscar más (y supongo que ha de ser muy difícil de explicar aquí, así que no te voy a complicar la vida).
Pero creo que en cierta manera ya se transmite información, el rayo recibido nos informa que se ha emitido, no se si me explico. Imagínate que tu estas en una habitación continua a la mía, y nos separa una pared en la cual esta instalada la caja de Cesio. Tu puedes emitir al rayo y yo si saber que lo has hecho, recibo el resultado 46 nanosegundos antes de que lo emitieras. Por tanto tengo la información de lo que has hecho en tu habitación. La información sería muy básica por decirlo de alguna manera pero en definitiva es información y esto violaría la relatividad.
¿Estoy en lo cierto o no es así? ¿Qué piensas al respecto?
Cambiando un poco de tema, en los experimentos de frenado de la luz, creo entender que el valor de c no varía, por tanto la materia en ambientes concretos si puede superar la velocidad de la luz, no de c. Por tanto deduzco que la materia no puede viajar más rápido que la luz solo en el vacío absoluto.
¿Es así o estoy confundido?
Antes de estos experimentos, tenia asimilado más o menos como funciona la relatividad pero ahora se me ha desmontado en cierta manera. Según ya te he expuesto antes, en cierta forma si se transmite información y por otro lado, como c es una constante invariable y la luz si es variable, me surgen muchas dudas acerca de la relatividad en ambientes concretos (que ahora no voy a exponer por no agobiarte mucho).
Hasta ahora había un ambiente de crítica sobre quien ponía en duda la relatividad de Einstein, pero estoy empezando a pensar que posiblemente se quiera mantener esta teoría a toda costa. O sea, que estoy empezando a poner en duda la teoría de la relatividad, por lo menos en parte. (He de revisar mis apuntes y poner en práctica algunos supuestos).
Muchas gracias por tu atención. Consideraré las tus respuestas a todo esto como un más a más, con esto quiero decir que el 5 ya te lo has ganado.
Hasta siempre.
Dices que es imposible que el pulso de luz pueda transmitir información. Según entiendo yo al leer tu respuesta no hay efecto sin causa aunque una vez se ha provocado el efecto la causa viaja en sentido contrario en el tiempo. Y dices que no se puede enviar información por el tipo de ondas electromagnéticas utilizadas. Esto último no lo asimilo muy bien por que no estoy muy puesto en ondas electromagnéticas, pero si tu lo dices lo doy por bueno sin buscar más (y supongo que ha de ser muy difícil de explicar aquí, así que no te voy a complicar la vida).
Pero creo que en cierta manera ya se transmite información, el rayo recibido nos informa que se ha emitido, no se si me explico. Imagínate que tu estas en una habitación continua a la mía, y nos separa una pared en la cual esta instalada la caja de Cesio. Tu puedes emitir al rayo y yo si saber que lo has hecho, recibo el resultado 46 nanosegundos antes de que lo emitieras. Por tanto tengo la información de lo que has hecho en tu habitación. La información sería muy básica por decirlo de alguna manera pero en definitiva es información y esto violaría la relatividad.
¿Estoy en lo cierto o no es así? ¿Qué piensas al respecto?
Cambiando un poco de tema, en los experimentos de frenado de la luz, creo entender que el valor de c no varía, por tanto la materia en ambientes concretos si puede superar la velocidad de la luz, no de c. Por tanto deduzco que la materia no puede viajar más rápido que la luz solo en el vacío absoluto.
¿Es así o estoy confundido?
Antes de estos experimentos, tenia asimilado más o menos como funciona la relatividad pero ahora se me ha desmontado en cierta manera. Según ya te he expuesto antes, en cierta forma si se transmite información y por otro lado, como c es una constante invariable y la luz si es variable, me surgen muchas dudas acerca de la relatividad en ambientes concretos (que ahora no voy a exponer por no agobiarte mucho).
Hasta ahora había un ambiente de crítica sobre quien ponía en duda la relatividad de Einstein, pero estoy empezando a pensar que posiblemente se quiera mantener esta teoría a toda costa. O sea, que estoy empezando a poner en duda la teoría de la relatividad, por lo menos en parte. (He de revisar mis apuntes y poner en práctica algunos supuestos).
Muchas gracias por tu atención. Consideraré las tus respuestas a todo esto como un más a más, con esto quiero decir que el 5 ya te lo has ganado.
Hasta siempre.
Acerca de la acelercion de la luz, el experimento de Lijun Wang esta aun es estudio. Encontré una página que explica el experimento con fórmulas y gráficos:
http://www.neci.nec.com/homepages/lwan/sld001.htm
Pero aparentemente lo que ocurre es que debido a las propiedades de la celda de cesio la luz cambia de fase de una forma extraña. Un rayo de luz es un conjunto de diferentes ondas que tienen su propia frecuencia. Cuando atraviesan la celda de cesio las frecuencias de alteran. Las ondas largas se acortan y las cortas se alargan. Lo interesante es que al salir de la celda las ondas de vuelven a poner en fase, copiando la fase que tenían al entrar.
Ahora, por un efecto muy complicado este rephaseimiento a la salida se produce hacia atrás en el tiempo. No me voy a extender más sobre esto porque o tampoco lo termino de entender pero te puedo decir que lo que viaja en el tiempo no es el rayo de luz, es elefecto lo que viaja. Es elefecto lo que crea un nuevo rayo de luz en la misma fase que el de entrada, y lo hace en un tiempo anterior. Pero en realidad nada viajo hacia atrás. El segundo rayo, el que sale antes es un "reflejo" del primero y uno no puede existir sin el otro. Si ya se no se entiende nada. Fíjate en ete vide que esta todo explicado:
http://www.neci.nec.com/homepages/lwan/gasmov.htm
Es todo lo claro que puedo ser.
Sobre el experimento de esaceleracion de la luz la cosa va así. Lo que se logro fue que el rayo de luz viajara más lentamente por una propiedad muy especial de refracció del cesio enfriado.
Ahora la luz SIEMPRE viaja más lentamente dentro de diferentes materiales. Por eso es que la luz se tuerce al atravesar un vaso de agua, o un lente de vidrio. La luz solo viaja a la velocidad c en el vacío. C es la velocidad MÁXIMA que la luz pueda alcanzar, no la única velocidad.
En el experimento de Lene Hau lograron que la luz viajase a solo 60 Km/H. Si yo me subo a un auto en ese mismo momento y viajo a 70 Km/H no violo la ley de relatividad porque si bien estaría viajando más rápido que ese rayo de luz, no estoy superando la velocidad de c.
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Sobre la teoría de la relatividad te puedo decir que es eso, una teoría. Ya te puedo decir que esta incompleta y eso todos los científicos lo saben. Por es es que se crean estos experimentos, para tratar de entender los alcances de la teoría y si se puede descubrir y teorizar cosas nuevas. Si estos experimentos fueran tan fáciles de entender no habrían creado tanto revuelo.
http://www.neci.nec.com/homepages/lwan/sld001.htm
Pero aparentemente lo que ocurre es que debido a las propiedades de la celda de cesio la luz cambia de fase de una forma extraña. Un rayo de luz es un conjunto de diferentes ondas que tienen su propia frecuencia. Cuando atraviesan la celda de cesio las frecuencias de alteran. Las ondas largas se acortan y las cortas se alargan. Lo interesante es que al salir de la celda las ondas de vuelven a poner en fase, copiando la fase que tenían al entrar.
Ahora, por un efecto muy complicado este rephaseimiento a la salida se produce hacia atrás en el tiempo. No me voy a extender más sobre esto porque o tampoco lo termino de entender pero te puedo decir que lo que viaja en el tiempo no es el rayo de luz, es elefecto lo que viaja. Es elefecto lo que crea un nuevo rayo de luz en la misma fase que el de entrada, y lo hace en un tiempo anterior. Pero en realidad nada viajo hacia atrás. El segundo rayo, el que sale antes es un "reflejo" del primero y uno no puede existir sin el otro. Si ya se no se entiende nada. Fíjate en ete vide que esta todo explicado:
http://www.neci.nec.com/homepages/lwan/gasmov.htm
Es todo lo claro que puedo ser.
Sobre el experimento de esaceleracion de la luz la cosa va así. Lo que se logro fue que el rayo de luz viajara más lentamente por una propiedad muy especial de refracció del cesio enfriado.
Ahora la luz SIEMPRE viaja más lentamente dentro de diferentes materiales. Por eso es que la luz se tuerce al atravesar un vaso de agua, o un lente de vidrio. La luz solo viaja a la velocidad c en el vacío. C es la velocidad MÁXIMA que la luz pueda alcanzar, no la única velocidad.
En el experimento de Lene Hau lograron que la luz viajase a solo 60 Km/H. Si yo me subo a un auto en ese mismo momento y viajo a 70 Km/H no violo la ley de relatividad porque si bien estaría viajando más rápido que ese rayo de luz, no estoy superando la velocidad de c.
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Sobre la teoría de la relatividad te puedo decir que es eso, una teoría. Ya te puedo decir que esta incompleta y eso todos los científicos lo saben. Por es es que se crean estos experimentos, para tratar de entender los alcances de la teoría y si se puede descubrir y teorizar cosas nuevas. Si estos experimentos fueran tan fáciles de entender no habrían creado tanto revuelo.
Finaliza la pregunta, que no dejas que me hagan preguntas nuevas.
