Divulgación Principio de incertidumbre y detectores de partículas

[Cristian42]

Últimamente he estado leyendo acerca de los detectores de partículas del LHC. Estos detectores están compuestos por otros detectores, en el qual cada uno de ellos se encarga de medir la carga, la trayectoria o el momento lineal de las partículas.
Pero, segun el principio de incertidumbre Heisenberg es imposible medir con una precisión infinita determinados pares de variables como la trayectoria y el momento. Por tanto, mi pregunta es :¿Cómo puede ser que los detectores puedan determinar las dos magnitudes?
¿Quiere decir que su precisión es baja?

Un saludo

[polonio]

Re: Principio de incertidumbre y detectores de partículas

Hombre... la precisión que se puede obtener, con el teorema de incertidumbre de Heisenberg en la mano, es brutal. ¿No te das cuentas de lo pequeña que es esta incertidumbre para los valores medios de los resultados obtenidos en la medida de dos magnitudes cuyos observables sean incompatibles? Seguro que supera la precisión de los aparatos con los que se mide. Además, si los observables son compatibles, la precisión es tan grande como lo permitan los instrumentos de medida.

Desde luego, la precisión nunca es infinita (si no por el teorema de Heisenberg, sería por culpa de la precisión de los instrumentos; pero intervienen ambos factores).

[Mikel]

Re: Principio de incertidumbre y detectores de partículas

Lo que ocurre es que en los aceleradores no se pretende medir la posicion y momento con la maxima precision posible, lo que se pretende "medir" son los productos del choque de particulas. Por ejemplo, en el LHC, se hacen chocar dos haces de protones, y se examinan las particulas resultado de este choque. La unica determinacion de la posicion que se hace, y de manera indirecta, es al confinar el haz por un camino fijo; pero ahi no hay violacion del principio de incertidumbre, ya que no se intenta medir momento y posición simultáneamente. Además, creo que para confinar el haz se utiliza el hecho de que el mismo sigue leyes clasicas en respuesta a los campos magneticos y eléctricos que lo constriñen y aceleran.

[polonio]

Re: Principio de incertidumbre y detectores de partículas

Lo que ocurre es que en los aceleradores no se pretende medir la posicion y momento con la maxima precision posible, lo que se pretende "medir" son los productos del choque de particulas. Por ejemplo, en el LHC, se hacen chocar dos haces de protones, y se examinan las particulas resultado de este choque. La unica determinacion de la posicion que se hace, y de manera indirecta, es al confinar el haz por un camino fijo; pero ahi no hay violacion del principio de incertidumbre, ya que no se intenta medir momento y posición simultáneamente.

Bastante de acuerdo. Pero ten en cuenta que hay que hacerlos coincidir (para que choquen) en una determinada región (aunque sean dos haces y no uno a uno) sacrificando parte de la precisión sobre su energía cinética (que es función del momento lineal).

. Además, creo que para confinar el haz se utiliza el hecho de que el mismo sigue leyes clasicas en respuesta a los campos magneticos y eléctricos que lo constriñen y aceleran.

Pues no, tenemos de tener en cuenta el principio de incertidumbre queramos a no y correcciones relativistas; a esas velocidades y con esas energías ya me dirás...

[Mikel]

Re: Principio de incertidumbre y detectores de partículas

Hola,

cuando digo leyes clasicas incluía las leyes relativistas, ya que son clasicas, y que por supuesto deben tenerse en cuenta ya que estamos hablando de particulas que van a una velocidad muy cercana a la de la luz. Lo que no sabia es que también hay que tener en cuenta efectos cuánticos en el haz. Vamos, yo del tema tengo muy poca idea, pero razonaba análogamente al tipico caso de espectrógrafo de masas en una camara de niebla; la partícula en sí deja una trayectoria "clásica" que coincide con el radio de giro clásico.

[polonio]

Re: Principio de incertidumbre y detectores de partículas

Hola,

cuando digo leyes clasicas incluía las leyes relativistas, ya que son clasicas, y que por supuesto deben tenerse en cuenta ya que estamos hablando de particulas que van a una velocidad muy cercana a la de la luz. Lo que no sabia es que también hay que tener en cuenta efectos cuánticos en el haz. Vamos, yo del tema tengo muy poca idea, pero razonaba análogamente al tipico caso de espectrógrafo de masas en una camara de niebla; la partícula en sí deja una trayectoria "clásica" que coincide con el radio de giro clásico.

Ya dije antes que la precisión obtenida a pesar de la incertidumbre de Heisenberg es alta comparada con la precisión del instrumento (tanto del selector de velocidades como de la trayectoria, algo borrosa, de la cámara de niebla).

En el LHC hablamos de precisiones mucho más altas. Además, no podemos arriesgarnos a que los haces apenas se toquen. He visto "targets" (blanco en el que se hace incidir el haz) de, al menos, un centímetro de diámetro para un haz bien colimado (la trayectoria clásica coincidiría con su centro exacto) y hablo de un acelerador lineal para experimentos muchísimo menos precisos.