sábado, 21 de junio de 2014

Nueva medida de la constante de gravitación universal

Comparación del resultado actual para G (en azul) respecto a otros anteriores. / Guglielmo Tino et al.

Hasta ahora, el valor de la constante de gravitación universal, que determina la intensidad de la atracción gravitatoria entre los cuerpos, era 6,67384(80) x 10-11 m3 kg-1 s-2, pero científicos italianos la han establecido en 6,67191(99) x 10-11 m3 kg-1 s-2. Para obtener el nuevo valor han utilizado átomos enfriados con láser y técnicas cuánticas de medición.

Los estudiantes de física saben que el valor de la letra G que se usa en la ley de la gravitación universal de Newton, cuya fórmula es F=G m1m2/r2, se ajusta a 6,67384(80) x 10-11 m3 kg-1 s-2 (las unidades también pueden ser N m2 kg-2). Sin embargo, un equipo de investigadores dirigidos desde la Universidad de Florencia (Italia) ha obtenido una medida ligeramente diferente.

Según publican esta semana en la revista Nature, la cifra es 6,67191(99) x 10-11 m3 kg-1 s-2, un resultado “muy importante” para avanzar hacia el establecimiento definitivo de un valor preciso absoluto de esta constante, un logro todavía pendiente.

Hasta ahora, se han hecho alrededor de 300 intentos para determinar G, la mayor parte de ellos mediante métodos de torsión similares a la balanza que utilizó Henry Cavendish en 1798, cuando calculó el valor mediante un experimento con una vara y dos esferas de plomo en sus extremos.

En las últimas décadas, aunque se ha ido incrementando la precisión de las mediciones, no se ha podido converger en un valor consistente y los resultados son discrepantes.

Esto sugiere la presencia de errores sistemáticos que todavía no se han identificado en los experimentos, aunque se piensa que están relacionados con las medidas de la atracción gravitacional entre masas macroscópicas.

En el nuevo trabajo, el equipo también ha utilizado un juego de masas macroscópicas como fuente del campo gravitatorio: cilindros de tungsteno de alrededor de 500 kilogramos. Sin embargo, el sensor de gravedad se compone de dos nubes de átomos de rubidio enfriados con láser, que suben y bajan en diferentes trayectorias según la gravedad conjunta de la Tierra y los cilindros de tungsteno.

Este cuidadoso diseño experimental, junto a las medidas cuánticas y la consideración de las fuentes de error, ha permitido obtener G con una precisión de aproximadamente el 0,015%, un poco menos que con otras mediciones y ligeramente desviado de lo que recomienda el denominado Committee on Data for Science and Technology (CODATA). Aun así lo que destacan los investigadores es el potencial de mejora que tiene la nueva técnica para llegar al valor definitivo.


Enlace original: SINC.

2 comentarios:

  1. No comprendo cómo pueden tener una medida del error si no tienen el valor preciso.

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    1. En todo experimento físico, todas las mdidas realizadas tienen un margen de error que depende de los instrumentos y de la propia naturaleza humana. Por ejemplo, si tratas de medir con una regla de colegio el tamaño de un lápiz, no podrás dar una medida precisa porque la regla tiene un margen de error de 1mm. En otro tipo de medidas, por ejemplo, cuando tratas de medir con un cronómetro el tiempo que tarda un corredor en llegar a la meta tienes que tener en cuenta varios factores. Primero que la luz tarda en llegar a tus ojos un tiempo, por lo que cuando veas al corredor cruzar la línea de meta, éste lo habrá hecho unos instantes antes. Otro factor a tener en cuenta es tu tiempo de reacción, es decir el tiempo que tarda tu cerebro en procesar la señal visual que te ha llegado. Y luego está tu habilidad para pulsar rápidamente el cronómetro. Además el propio cronómetro tendrá sus propios errores de media. Por ello, siempre que se quiere realizar una medida científica se realizan varias tomas y se calcula la media, añadiéndose siempre el posible factor de error introducido por los instrumentos de medida y el observador.

      Un saludo!

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