Las Partículas Elementales

Biografía de TESLA Nikola Resumida Historia de Vida del Inventor

Resumen de la Biografía e Historia de TESLA NIKOLA

VIDA DEL INVENTOR – CIENTÍFICO: Nikola Tesla (1856-1943) En la pequeña ciudad de Smiljan en la provincia servia de Lika, llamada entonces Croacia (Yugoslavia), tuvo lugar un hecho aparentemente sin importancia —la muerte de un caniche francés—, pero éste fue un hecho que desencadenaría una serie de acontecimientos relacionados con el futuro del Mundo.

Nikola Tesla tenía cinco años de edad cuando encontró el pequeño caniche negro de su hermano Dane muerto bajo un matorral al lado de la carretera. Su hermano acusó a Nikki de la muerte del perro. Poco después encontraron a Dane inconsciente al pie de la escalera de piedra del sótano.

Dane murió a consecuencia de sus heridas, y hasta el fin de sus días Nikki Tesla creyó que sus padres le consideraban causante del empujón que hizo caer a su hermano. Al cabo de poco tiempo, Nikki oyó que su madre, cansada de batir huevos, se quejaba de dolor de muñeca. Deseoso de congraciarse, Nikki se puso inmediatamente en acción con la idea de aprovechar la fuerza de un cercano riachuelo de montaña para hacer girar el batidor. «Voy a capturar la fuerza del agua» anunció Nikki confidencialmente.

Cuando su padre dijo inadvertidamente que Dane era diferente de Nikki, porque «Dane era un genio», Nikki se propuso demostrar que él también lo era. Decidió en aquel momento que inventaría algo que asombraría al mundo. Nikki emprendió experimentos para aprovechar la fuerza del agua, pero a los nueve años abandonó de momento su trabajo para dedicarse al estudio de la fuerza del viento.

Deseaba desesperadamente inventar algo que impresionara a los mayores, especialmente a sus padres. Cuando tenía 10 años, Nikki ingresó en el Gimnasio real de Gospic, una institución con cursos de cuatro años equivalente a la escuela secundaria. Le gustaban especialmente las matemáticas y cuando demostró por primera vez sus dotes en la utilización de fórmulas y la solución de ecuaciones, incluso sus profesores se asombraron.

Fue acusado de «copiar» y tuvo que pasar un «juicio» escolar ante sus padres y profesores. A pesar de la atmósfera de desconfianza y hostilidad pasó el examen fácilmente, pero con una sensación de desgracia y confusión. La infancia de Tesla estuvo llena de ideas excéntricas y experimentos con aparatos; continuó su formación en el Instituto politécnico de Graz, donde se especializó en física y matemáticas. Finalizó sus estudios en la Universidad de Praga, en 1880. Un año después, inventó un amplificador para teléfono que ampliaba el sonido de la voz reduciendo al mismo tiempo los ruidos molestos, es decir, la estática.

El aparato completo, su primer invento, que no patentó nunca, fue llamado «repetidor telefónico». Hoy en día lo llamaríais altavoz. En un año, Tesla empezó a desarrollar la teoría de la corriente alterna. Tesla explicó a su ayudante: “Voy a producir un campo de fuerza que gire a gran velocidad. Rodeará y abrazará una armadura que no precisará conexiones eléctricas. El campo rotatorio transferirá su energía, sin cables, a través del espacio dando energía a través de sus líneas de fuerza a las bobinas cortocircuitadas de la armadura que formará su propio campo magnético siguiendo el remolino magnético rotatorio producido por las bobinas del campo. No habrá necesidad de cables, ni de conexiones defectuosas, ni de conmutador”.

Tesla fue a Budapest y luego a París para encontrar un patrocinador de su sistema de energía de corriente alterna. Trabajó una temporada con la compañía Continental Edison, de París. Le aconsejaron que buscara un empleo en la Compañía Edison de Nueva York, y Tesla, cuatro años después de haber obtenido su título en la Universidad de Praga, partió de París para América.

Tesla dijo a Thomas Edison que había perfeccionado —por lo menos en teoría— un sistema de energía de corriente alterna. Edison trató con desdén las ideas de Tesla y le dijo que «jugar con corrientes alternas era perder el tiempo. Nadie va a utilizarlas jamás, es demasiado peligroso. Un cable de corriente alterna a alto voltaje puede matar a una persona con la misma rapidez que un rayo. La corriente continua es segura». Pero Edison contrató a Tesla y el joven europeo hizo exactamente lo mismo que hacía en la Continental Edison de París: presentó un plan que permitiría ahorrar muchos miles de dólares, tanto en la construcción como en el uso de las dínamos y motores de Edison. Trabajaba desde las diez de la mañana hasta las cinco de la mañana siguiente, siete días a la semana. Pero Tesla dejó pronto a Edison y tras uno cuantos empleos misceláneos, encontró a gente dispuesta a invertir en su persona; de este modo se formó la Compañía eléctrica Tesla La labor de Tesla para desarrollar la corriente alterna en sus aplicaciones prácticas empezó en serio, y logró su objetivo.

Todos los elementos complicados y de difícil ejecución de la Feria mundial de Chicago de 1893, iban alimentados con la corriente alterna de los motores y dínamos Westinghouse, inventados por Tesla. Sus equipos se utilizaron después en las instalaciones generadoras de las cataratas  del Niágara. Tesla, instalado ahora en un laboratorio de Nueva York, dedicó todo su tiempo a investigar. El gran científico fue haciéndose más paranoico con la edad, una evolución que podía seguirse desde los traumas de su infancia.

Al informársele, en 1917, que seria invitado de honor en una cena ofrecida por el Instituto americano de Ingenieros eléctricos, donde recibiría la medalla Edison del Mérito, Tesla rechazó la invitación diciendo: «Cada vez que el Instituto concede una medalla Edison, la gloria va más a Edison que al homenajeado. Si tuviese dinero para gastar para estas tonterías, me lo gastaría gustosamente para que se concediera una medalla Tesla al señor Edison».

Le convencieron para que aceptara el honor, pero no se presentó en la cena. Sus amigos lo encontraron dando de comer a las palomas detrás de la Biblioteca pública de Nueva York. Tesla pasó los últimos años de su vida como un egoísta solitario e incomunicativo, absorbido en pensamientos y sentimientos que le separaban tanto del mundo como de las demás personas. No quería dar la mano por miedo a los microbios de los demás; las superficies redondas como las bolas de billar o los collares de perlas le asustaban; siguió teniendo celos de Edison y sólo quería a las palomas, que alimentaba diariamente.

Su gran talento se esfumaba intentando inventar rayos de la muerte y aparatos para fotografiar pensamientos en la retina del ojo. Tesla falleció en 1943 de un ataque al corazón. Las instituciones científicas del mundo conmemoraron el centenario de su nacimiento en 1956. Como un tributo final se dio el nombre de tesla a la unidad electromagnética de densidad de flujo en el sistema MKS.

RESUMEN DE SU VIDA:

La Maquina de Dios Acelerador de Particulas Mas Grande del Mundo

La Máquina de Dios Acelerador de
Partículas Mas Grande del Mundo

ACELERADOR DE PARTÍCULAS: Los aceleradores de partículas son máquinas de grandes proporciones que aceleran partículas subatómicas a altísimas velocidades. Luego de movilizarse a gran velocidad las partículas abandonan la máquina para chocar contra el blanco. Dichas partículas o bien fragmentan los átomos del blanco, o bien resultan incorporadas por esos átomos, dando lugar a la formación de átomos más grandes.

Los aceleradores de partículas son las principales herramientas que los físicos nucleares usan para el estudio de la estructura del núcleo del átomo. Normalmente el núcleo contiene varios tipos de partículas, y muchas otras pueden producirse bombardeando los blancos con partículas aceleradas.

El estudio de las partículas elementales o partículas fundamentales, es decir de las partes más simples de la materia, se denomina física de la partículas o física de alta energía. Las partículas alcanzan una energía elevadísima cuando se las acelera en estos aparatos. Los físicos esperan alcanzar una comprensión integral de la naturaleza de la materia ,fisionando el núcleo de los átomos o creando de este modo núcleos nuevos. La mayoría de los aceleradores de partículas son enormes máquinas.

El conducto donde las partículas se aceleran puede ser recto o circular. El acelerador lineal de la Universidad de Stanford, en California, tiene un tubo central recto de 3,2 kilómetros (2 millas) de largo. En los laboratorios de la CERN (European Organization for Nuclear Research), en las afueras de Ginebra, Suiza, se proyecta un acelerador circular de 2,2 kilómetros de diámetro (1,4 millas). A su término quedará a horcajadas sobre el límite con Francia.

El poder de los aceleradores se mide en ELECTRON-VOLTIOS (eV) que es la cantidad de energía infundida a las partículas para acelerarías. Pero las grandes máquinas son tan poderosas que su energía se mide en GeV (gigaelectronvoltio). Un GeV es igual a 1000 millones de eV. Más tarde, se aumentará la potencia de la máquina del CERN y con el tiempo podrá alcanzar los 1000 GeV. Cada máquina puede consumir tanta electricidad como una ciudad entera!

El acelerador de partículas más poderoso jamás construido podría hacer algunos descubrimientos notables, como confirmar la existencia de la materia invisible o de las dimensiones espaciales adicionales, una vez que empiece a funcionar en agosto.

La “Máquina de Dios”, como se ha dado en llamar al Gran Colisionador de Hadrones (LHC), tiene por también por finalidad la de desentrañar los enigmas del origen del Universo, es decir, cómo fue que se creó la materia y qué pasó con la antimateria en el momento del Big Bang. Considerado el experimento científico más ambicioso de la historia, el LHC intentará identificar con total certeza los ladrillos fundamentales con que se construyeron las estrellas, los planetas y hasta los seres humanos.

QUE ES UN ACELERADOR DE PARTÍCULAS? Estas enormes máquinas aceleran partículas cargadas (iones) mediante campos electromagnéticos en un tubo hueco en el que se ha hecho el vacío, y finalmente hacen colisionar cada ion con un blanco estacionario u otra partícula en movimiento. Los científicos analizan los resultados de las colisiones e intentan determinar las interacciones que rigen el mundo subatómico. (Generalmente, el punto de colisión está situado en una cámara de burbujas, un dispositivo que permite observar las trayectorias de partículas ionizantes como líneas de minúsculas burbujas en una cámara llena de líquido.)

Las trayectorias de las partículas aceleradas pueden ser rectas, espirales o circulares. Tanto el ciclotrón como el sincrotrón utilizan un campo magnético para controlar las trayectorias de las partículas. Aunque hacer colisionar las partículas unas contra otras puede parecer inicialmente un método un tanto extraño para estudiarlas, los aceleradores de partículas han permitido a los científicos aprender más sobre el mundo subatómico que ningún otro dispositivo.

El primer acelerador circular se llamó: ciclotrón. El físico estadounidense Ernest O. Lawrence fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1939 por el invento y desarrollo del ciclotrón, un dispositivo para acelerar partículas subatómicas. Lawrence desarrolló el ciclotrón, el primer acelerador circular. Es una especie de acelerador lineal arrollado en una espiral. En vez de tener muchos tubos, la máquina sólo tiene dos cámaras de vacío huecas, llamadasdes, cuya forma es la de dos D mayúsculas opuestas entre sí.

Un campo magnético producido por un potente electroimán hace que las partículas se muevan en una trayectoria curva. Las partículas cargadas se aceleran cada vez que atraviesan el hueco entre las des. A medida que las partículas acumulan energía, se mueven en espiral hacia el borde externo del acelerador, por donde acaban saliendo.

Según la fórmula de Einstein E = mc² la masa es un tipo de energía. Esto significa que la energía puede transformarse en masa y viceversa. En los aceleradores de partículas ésto es utilizado para transformar energía cinética en masa, en una colisión de partículas. De este modo, nuevas partículas pueden ser creadas en las colisiones de partículas con altas velocidades relativas.  En la búsqueda de nuevas partículas pesadas es importante ser capaz de acelerar partículas a altas energías. A mayor energía de las partículas originales, partículas más pesadas pueden ser creadas en las colisiones de partículas.

HISTORIA:
PRIMEROS PASOS Y AVANCES CON LA APLICACIÓN DE ESTA MAQUINA…

Organización Europea para la Investigación Nuclear, institución europea de investigación cuya sede se encuentra en la ciudad suiza de Meyrin (situada en las proximidades de Ginebra, en la frontera entre Francia y Suiza). Es más conocida por las siglas CERN, correspondientes al nombre con que fue fundada en 1954: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (Consejo Europeo para la Investigación Nuclear).

En el CERN se han construido aceleradores desde los 1950. Hoy existe un gran sistema de aceleradores lineales y circulares. Algunos de los aceleradores más antiguos se usan aún para iniciar la aceleración de partículas antes de ser enviadas a los aceleradores más largos. El sistema de aceleradores del CERN puede acelerar electrones, positrones, protones y diferentes tipos de iones.

Vista Area del CERN

Imagen de Abajo: El LEP (Large Electrón-Positrón Collider), en servicio desde 1989 en la frontera francosuiza, cerca de Ginebra, es el mayor acelerador del mundo y lo seguirá siendo por lo mucho tiempo. Está destinado a estudiar las partículas   de   muy   altaenergía producidas en el transcurso de colisiones entre un haz de electrones y otro de positrones que circulan en sentidos opuestos. Situado en un túnel circular (de 26,7 km. de longitud y 3,8 m. de diámetro interior), el anillo de sección rectangular (5 cm x 20 cm) está enterrado a una profundidad comprendida entre 50 y 175 m. Lo rodean 3.368 imanes de curvatura, 1 300 imanes de focalización y 128 cavidades aceleradoras de alta frecuencia que suministran 400 millones de voltios de tensión aceleradora por vuelta.

En cuatro puntos, el túnel se ensancha en salas de 27 m. de diámetro y 70 m. de longitud donde se encuentran los dispositivos experimentales destinados a detectar las partículas producidas y a determinar sus características. Loselectrones y los positrones sufren la acción de tres aceleradores sucesivos y penetran en el LEP con una energía de 22 GeV. Cada haz es acelerado hasta 50 GeV, por lo que en cada colisión se ponen en juego 100 GeV. Las partículas, inyectadaspor paquetes de 5 billones, giran durante horas y recorren miles de millones de kilómetros; en cada vuelta, se producen sólo unas pocas colisiones entre los dos haces de 1 mm3 de sección.

LEP en suiza

El 14 de julio de 1989, aniversario de la toma de la Bastilla toda Francia celebró el bicentenario del comienzo de la Revolución. A las 16.30 del mismo día, los físicos del CERN, centro internacional de investigación sobre física de las partículas situado en Ginebra, celebraban la entrada en funcionamiento del LEP (Large Electron Positron Collider), la mayor máquina científica construida hasta entonces.

Alojado en un túnel circular de unos 27 km de diámetro (casi todo bajo territorio francés), el LEP es un acelerador que provoca colisiones de partículas a muy alta velocidad, para conseguir elevadísimas energías. Es capaz de crear las condiciones que reinaban una fracción de segundo después de la gran explosión que supuestamente dio origen al universo, así como de provocar la formación de partículas y determinar efectos que no se han producido desde entonces.

En especial, los físicos esperaban crear partículas Z, cuya existencia había sido predicha en los años 60, en el marco de la teoría que unifica el electromagnetismo con la fuerza nuclear débil. Las partículas Z, portadoras de esta fuerza débil, se observaron por primera vez a mediados de agosto de aquel año y la evaluación de los primeros resultados estaba lista para fines de octubre.

El LEP fue la culminación de casi diez años de planificación y construcción, a un coste situado en torno a los 80.000 millones de pesetas. En el momento en que el LEP entraba en funcionamiento, Estados Unidos proyectaba construir en Texas una máquina todavía más gigantesca, el Superconducting Supercollider (SSC), con una circunferencia de 84 Km. y un coste estimado de más de 100.000 millones de pesetas. Sin embargo, si llegara a hacerse realidad, este proyecto podría constituir fácilmente el fin del recorrido en este sentido, ya que los físicos están dirigiendo actualmente su atención a nuevas tecnicas con máquinas lineales en lugar de circulares.

El CERN, fundado en 1953, fue desde el comienzo una empresa cooperativa con la participación de 14 países europeos. Físicos de otros paises, entre ellos la Union Soviética, Japón y Estados Unidos, han participado posteriormente en sus programas de investigación. Fue uno de los indicios de un nuevo movimiento paneuropeo, reflejado también en las esferas económica y política. Europa no carecía de talentos científicos, como lo demuestra el éxito continuado en la obtención del premio Nobel, pero en muchos campos los países individuales no podían en modo alguno competir con Estados Unidos.

No era sólo un problema financiero sino de disponibilidad de personal científico cualificado. Ante la falta de oportunidades en sus países, los científicos europeos. Y En el Fermillab, (imagen abajo) en Illinois (EE UU), una carretera marca los 6km de circunferencia del anillo subterráneo del acelerador de partículas del laboratorio. En 1913, el Fermllab perfeccionó sus instalaciones Instalando Imanes superconductores yen 1990 producía todavía los rayes de protones mas energéticos del mundo.

Cedían a la atracción de Estados Unidos, que les ofrecía mayores salarios y mejores instalaciones. Esta tendencia era particularmente notable en el campo de las ciencias físicas, el ámbito de los proyectos de la “gran ciencia”,. La cooperación científica en Europa adquirió un nuevo impulso en 1973 con el ingreso de Gran Bretaña, Irlanda y Dinamarca en la Comunidad Económica Europea. Entre las nuevas iniciativas figuraban la Agencia Espacial Europea (fundada en 1975) y el centro multidisciplinario de investigación de la CE (15-FRA), con sede en Italia.

Pero en la ciencia, como en otras actividades humanas, las tendencias y las necesidades cambian, y las estrategias deben modificarse en consecuencia. En Gran Bretaña, por ejemplo, el gran laboratorio de investigación sobre energía atómica de Harwell (motivo de orgullo nacional durante la euforia de la posguerra e importante factor de negociación en el intercambio de información con Estados Unidos) tuvo que ser reorganizado y, en cierto modo, ganarse el sustento mediante contratos con la industria.

Por el contrario, el proyecto experimental IET (Ioint European Toros), destinado a producir energía mediante la fusión de núcleos ligeros, como en el interior del Sol, comenzó a funcionar en 1983, en la cercana localidad de Culham. Pero incluso este proyecto fue perdiendo el favor de la opinión pública cuando los movimientos ecologistas (opuestos a toda forma de energía nuclear) ganaron fuerza e influencia, sobre todo teniendo en cuenta que los resultados del programa se podrían medir más en décadas que en años.

El primer gran acontecimiento científico de los años 90 fue la puesta en órbita del telescopio espacial Hubble, en abril de 1990, después de veinte años de planificación. Pero su supuesta capacidad de «ver el universo con una profundidad diez veces mayor que la empleada anteriormente» no impresionó a quienes se oponían a una inversión de 1.300 millones de dólares para un proyecto de investigación pura, entre los que se encontraban muchos científicos con presupuestos escasos. Al mismo tiempo, comenzó la reevaluación del programa del Supercollider.

Si bien la exploración de las partículas más recónditas del átomo y de las regiones más remotas del universo ha seguido cautivando la imaginación popular, también ha sido intensa la actividad en otros campos de las ciencias físicas. De hecho, el progreso en estos dos campos habría sido imposible sin los avances logrados en muchos otros terrenos. Incluso las disciplinas clásicas de la física han demostrado ser capaces de proporcionar nuevas sorpresas.

En el campo del magnetismo, conocido desde la antigüedad, el descubrimiento de imanes líquidos ha abierto nuevas perspectivas. Estos imanes consisten en diminutas partículas de materiales magnéticos como, por ejemplo, ciertos óxidos de hierro, dispersos en un líquido como en los coloides corrientes, las partículas no se separan del líquido. Cada una actúa como un pequeño imán permanente y puede también conferir notables propiedades al líquido, denominado normalmente ferro fluido.

EL LHC: El acelerador LEP estuvo operativo entre 1989 y 1195. Entonces fue desmantelado para dar espacio para un nuevo acelerador en el mismo túnel. El nombre del nuevo acelerador es Gran Colisionador Hadrónico,LHC. LHC, al contrario de LEP, colisionará haces consistentes en protones. Las colisiones, mucho más energéticas,14 TeV, serán posibles reemplazando los electrones y positrones de LEP por protones.

Cientificos Argentinos Colaboradores

DATOS DEL “GRAN COLISIONADOR DE HADRONES”
Inicio de la construcción 1994
Construido por: CERN
Ubicación: Frontera Suiza-Francesa
Costo 6200 millones de euros
Científicos Comprometidos 10.000 científicos de 500 Universidades
Científicos Argentinos Ocho
Países Que Intervienen Cuarenta
Dimensiones 27 Km. de Diámetro
Profundidad Entre 50 y 125 metros
Temperatura de Trabajo 272 Bajo Cero °C
Aceleración Conseguida 99,9999999 de la Velocidad de la luz
Campo Magnético Logrado 100.000 veces el de la Tierra

OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO:

  •     Descubrir qué es realmente la masa.
  •     Descubrir qué es la materia oscura (que ocupa más del 95% de la masa del Universo)
  •     Descubrir cuántas son las partículas totales del átomo.
  •     Descubrir la existencia o no de las partículas supersimétricas
  •     Descubrir por qué no hay más antimateria.
  •     Descubrir cómo era la materia durante los primeros segundos que siguieron al Big Bang.

EL BOSON DE HIGG: A una velocidad muy cercana a la de la luz, dos conjuntos de protones circulan en sentido inverso: cuando chocan, se generan, brevemente, partículas enormes. La última que así se descubrió, en el Fermi, en 1995, llamada quark top, tiene 174 veces la masa de un protón. Esas partículas, que ya no existen en la Tierra, existieron en el Universo, en las milésimas de segundo posteriores al Big Bang; las altísimas energías de aquellos instantes son reproducidas por el Colisionador. Así, investigar estas partículas fugaces equivale a investigar los primeros instantes del Universo.

Pero el propósito no es tanto saber qué pasó entonces, sino saber qué pasa ahora: poner a prueba las teorías básicas de la física. Entre aquellas partículas, interesa especialmente una, llamada bosón de Higgs, que tendría entre 130 y 200 veces la masa de un protón: su existencia es requerida por el “modelo estándar”, que, de las cuatro fuerzas consideradas fundamentales en la naturaleza –el electromagnetismo, la gravedad y, en el interior de los átomos, las fuerzas “fuerte” y “débil”–, explica todas menos la gravedad. (ampliar sobre el tema)

Naturaleza de la Materia

El boson de Higgs

El Boson de Higgs

Por otro lado, la idea de transmutar una sustancia en otra no era disparatada, y siglos más tarde los científicos modernos pudieron llevarla a cabo en sus laboratorios.