viernes, 30 de septiembre de 2011

Paradojas neutrinoides

Desde hace dos semanas se viene hablando del resultado de un experimento en el cual se ha encontrado que los neutrinos viajarían a una velocidad mayor que la velocidad de la luz en el vacío (c), cuya magnitud (rapidez) dada por una de la mejores mediciones es: c= 299 792.458 m/s.
Si desea leer sobre ese experimento y algunos comentarios visite los siguientes sitios: Faster than light particles found, claim scientists, Faster Than Light Neutrinos? Not So Fast, Naughty 'Faster Than Light' Neutrinos a Reality?

Para distraernos un rato y quizás aprender algo, vamos a hacer algunos experimentos mentales, aplicando este resultado sobre neutrinos veloces, a algunas hechos simples de la relatividad especial.
Si tiene un poquito de tiempo le recomiendo, para ambientarse, dos entradas en mi blog escritas en el 2007: Relatividad especial I (longitud y tiempo); Relatividad especial III (cantidad de movimiento).
 
  1. Suponga que usted viaja en un cohete a una velocidad de una milésima de la velocidad de la luz, esto es v= 2.998 x105 m/s y que desde la parte trasera de éste, apunta un rayo láser hacia adelante. La velocidad del rayo luminoso (respecto al cohete) es: c= 2.998 x108 m/s, hacia adelante.
    ¿Con qué rapidez viajará el rayo de láser visto por un observador en Tierra?

    Si lo resuelve usando relatividad galileana, esto es, simple suma aritmética de velocidades, que no se debe aplicar en este caso, tendría:

    v = (2.998 x105 + 2.998 x108) m/s = 3.001 x108 m/s. ¡mayor que la velocidad de la luz en el vacío!
    , un resultado incorrecto, según la relatividad especial.

    Pero si lo resuelve usando las Transformaciones de Lorentz, que se suponen debemos usar en el ámbito relativista, o lo que es equivalente, aplicar el segundo postulado de la relatividad especial:
    la velocidad de la luz en el vacío es una constante universal (c), que es independiente del movimiento de la fuente de luz.
    La repuesta a la pregunta sería c = 2.998 x108 m/s.

  2. ¿Y si fuera posible que usted viaje montado en un fotón ultravioleta que evidentemente se desplaza a la velocidad de la luz?

    La relatividad galileana dará el resultado incorrecto: 2c.
    Mientras que por el segundo postulado, esta velocidad sigue siendo c.

  3. Ahora imagine que puede viajar montado en uno de esos neutrinos que digamos se trasladan a  una milésima más que la velocidad de la luz, esto es a 1.001c.
    La transformación galileana ya ni nos preocupa, pues la respuesta 2.001c es evidentemente absurda.

    Y el segundo postulado nos sigue dando c.


    No se lo que piensa usted, o un científico de partículas elementales.

Pero a mi me parece que el rayo láser, aún montado en uno de estos neutrinos veloces, se quedaría atrás.
¡Primero llega el neutrino y luego la información de la ocurrencia del evento!, con el rayo luminoso.
Hasta hace una semana, el rayo láser cuando llegaba al detector informaba que: -van a llegar neutrinos-, pero ahora, si el resultado del experimento es correcto nos dirá: -hace un rato llegaron los neutrinos.

¿Y cómo será la masa relativista, la dilatación del tiempo y la contracción longitudinal, en el ámbito de estos neutrinos veloces?
Si me atrevo, le cuento lo que pienso, en una semana.
Como ve, hablamos de aparentes paradojas, o por lo menos algo que yo no puedo, por ahora, explicarle mejor.
¿Puede usted?

Así que si llega a su casa mucho más rápido de lo esperado, pues su compañera quiere que regrese a la velocidad de la luz, puede decirle simplemente, - es que me vine en neutrino-.
O a lo mejor un día de estos escuchará por el teléfono: "-Aló...neutrino express,... si su pizza le llega a la velocidad de la luz, le sale gratis-."
 

No hay comentarios:

Publicar un comentario