Se demuestra que Einstein estaba equivocado con la observación de la velocidad instantánea de partículas brownianas

Partícula browniana levitandoUn siglo después de que Albert Einstein dijera que nunca seríamos capaces de observar la velocidad instantánea de diminutas partículas cuando se agitan de forma aleatoria, conocido como movimiento browniano, el físico Mark Raizen y su grupo lo ha logrado.

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“Ésta es la primera observación de la velocidad instantánea de una partícula browniana”, dice Raizen, Decano Regente de la Fundación Sid W. Richardson y profesor de física en la Universidad de Texas en Austin. “Es una predicción de Einstein que se ha mantenido sin probarse durante 100 años. Propuso una prueba para observar la velocidad en 1907, pero dijo que el experimento no podría realizarse”.

En 1907, Einstein probablemente no previó una época en la que partículas de vidrio del tamaño de motas de polvo podrían ser atrapadas y suspendidas en el aire mediante un rayo láser dual o “pinzas ópticas”. Tampoco tenía constancia de que las vibraciones ultrasónicas procedentes de un transductor similar a una placa agitarían esas cuentas de vidrio en el aire para ser recolectadas y medidas cuando se movían en suspensión.

La investigación de Raizen, publicada en Science, es la primera prueba directa del Teorema de Equipartición para las partículas brownianas, uno de los pilares básicos de la mecánica estadística. También es un paso adelante hacia el enfriamiento de las cuentas de vidrio a un estado en el que podrían usarse como osciladores o sensores.

El Teorema de Equipartición afirma que la energía cinética de una partícula – la energía que posee debido a su movimiento – viene determinada sólo por su temperatura, no por su masa o tamaño.

El estudio de Raizen demuestra ahora que el Teorema de Equipartición es cierto para las partículas brownianas; en este casi, las cuentas de vidrio que tenían 3 micrómetros de diámetro.

Raizen dice que él y sus colegas pueden ahora extender los límites, moviendo las partículas más cerca de un estado cuántico para su observación.

“Ahora hemos observado la velocidad instantánea de una partícula browniana”, dice Raizen. “En cierto sentido, estamos cerrando una puerta a este problema de la física. Pero en realidad estamos abriendo una mucho mayor para futuras pruebas del Teorema de Equipartición a nivel cuántico”.

Allí, espera que la Teoría de la Equipartición colapse, llevado a nuevos problemas y soluciones alrededor de la mecánica cuántica de pequeñas partículas compuestas de muchos átomos.


Fecha Original: 20 de mayo de 2010
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