Divulgación Experimento: Jaula de Faraday y Energia oscura

[Richard R Richard]

Quiero separar definitivamente dos conceptos que rondan en mi cabeza.

Si construyo una jaula de Faraday en el vacio del espacio exterior y suponiendo que la tecnologia exista, pongo en su interior detectores.

Si pongo un detector de ondas electromagneticas creo entender que su detector indicara 0 . Pues [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]
con R radio del conductor hueco en este caso la caja entera y $E=-\nabla V = 0$ . [FONT=sans-serif]Es una consecuencia de la Ley de Gauss, que dice que en el interior de un conductor hueco, el campo es nulo.[/FONT]

La pregunta es si el detector que usemos para el campo que tenga la energia oscura indicara 0 tambien? o dicha energia es una caracteristica propia del vacio y seria detectable.

Como de cuantica no comprendo mucho pregunto, habra otros tipos de particulas dentro ?, ademas del boson de Higgs que estoy seguro estara presente? dejando de lado que la densidad promedio del vacio es 1 atomo por $m^3$ o de una magnitud de ese orden.

[carroza]

Re: Experimento: Jaula de Faraday y Energia oscura

Hola.

Una jaula de faraday es efectiva para aislar el interior de ondas electromagnéticas externas, cuya longitud de onda sea mayor del tamaño de la rejilla, y cuya frecuencia sea inferior al tiempo de respuesta característico del conductor. Ondas electromagneticas con la frecuencia de los rayos gamma no hay jaula de faraday que las pare.
Y, por supuesto, una jaula de faraday no sirve para frenar otros tipos de onda. La energía oscura ni siquiera es una onda. Es un término que aparece en las ecuaciones de la gravitación, que sólo es observable por su efecto a escala muy superior a la de las galaxias. No se ve con un detector, ni dentro ni fuera de la jaula de faraday.

Si te vas al espacio exterior, y estudias todo lo que te puedes encontrar en un volumen dado, digamos de 1 m^3, encontrarás algún que otro átomo de hidrógeno, radiación electromagnética de fondo del universo (esta te la puedes quitar con la jaula de Faraday), bastantes neutrinos, aunque estos te costará observarlos, fotones visibles, proviniente de las galaxias cercanas, y, muy de vez en cuando, alguna partícula de alta energía, sea fotón, protón o electrón.

Lo que puedo asegurarte que no encontrarás es ningún bosón de Higgs. Verás el campo de Higgs, eso sí, ya que las partículas que encentres tendrán masa, pero no verás el bosón de higgs, que es una excitación del campo de higgs que necesita mucha energía concentrada, y dura muy poco.

Saludos

[Richard R Richard]

Re: Experimento: Jaula de Faraday y Energia oscura

Gracias por contestar tan rapidamente.
Lo que intento hacer es el salto de fe o mejorar mi concepto , intentar librarme mentalmente del electromagnetismo y creer que el 74% de la energia del universo es de un tipo energia, que la tecnologia actual no la detecta y que los resultados de varios experimetos la predicen.
Ahora bien, cuando se evalua el 4% de lo que conocemos de energia... se incluye en el computo a la radiacion electromagnetica de la totalidad de estrellas que se puede afirmar existen, y que aportaron durante los millones de años desde el big bang hasta ahora?
Con respeto al boson me referia a que si en la jaula fuera tecnologicamente posible montar un LHC, como uno de los detectores, entonces tambien lo encontraria como sucedio aqui en la tierra.

[guibix]

Re: Experimento: Jaula de Faraday y Energia oscura

se incluye en el computo a la radiacion electromagnetica de la totalidad de estrellas que se puede afirmar existen, y que aportaron durante los millones de años desde el big bang hasta ahora?

Por supuesto que sí. En el universo actual hay una media de unos $10^8$ fotones por protón/neutrón. Es muy probable que ese valor aumente con el tiempo, eso no lo sé. Pero un protón tiene millones de millones de veces más energía que la media de los fotones. Como resultado la energía total en radiación electromagnética es de alguna fracción de millonésima (no me he pardo a calcularlo). O sea, se considera totalmente despreciable en la actualidad (en algún momento del pasado tuvo más importancia que la energía de la materia fermiónica). Recuerda por la famosa fórmula de Einstein $E=mc^2$ que la masa en el Universo es una gran cantidad de energía comparada con la energía media de su luz.

Por otra parte, piensa que no toda la luz que se produce se queda volando por el Universo. De hecho, una gran parte de ella es absorbida re-emitida y re-absorbida por la materia constantemente. Incluso la energía de un fotón generado en el núcleo del Sol puede tardar un millón de años en lograr escapar del mismo para viajar libremente por el espacio.

Con respeto al boson me referia a que si en la jaula fuera tecnologicamente posible montar un LHC, como uno de los detectores, entonces tambien lo encontraria como sucedio aqui en la tierra.

De algún modo, el LHC ya es una jaula de faraday. Está tan aislado del mundo exterior como la mejor tecnología de que disponemos nos permite y no sólo de radiación elecromagnética. Por supuesto que se podría aislar aún más pero el bosón de higgs seguiría pudiendo aparecer.

[carroza]

Re: Experimento: Jaula de Faraday y Energia oscura

Hola.

No confundamos las cosas. LHC no es un detector. Es un acelerador, que produce nuevas partículas que no están habitualmente en nuestro entorno. LHC tiene, a su alrededor, cuatro detectores: ATLAS, CMS, ALICE y LHC-b.

Si te llevaras al espacio, en Jaula de Faraday o sin ella, los detectores ATLAS, CMS, ALICE y LHC-b, no verías ningún bosón de Higgs. Ahora, si también te llevas el LHC, con sus fuentes de elctricidad, y repites el experimento de colisión de haces de protones a 3.5 TeV, pues claro, volverás a producir, y detectar, bosones de Higgs.

Saludos

[Richard R Richard]

Re: Experimento: Jaula de Faraday y Energia oscura

Esta claro que es un experimento mental, no pretendo que ustedes lleven un LHC al espacio para que me respondan en este foro
tambien esta claro que no veria al boson , solo se confirma su existencia por ciertas manifestaciones energeticas que no podria intepretar hasta que no lea al menos un libro actualizado de fisica cuantica.
Las razones para formular la pregunta, rondan lo que llaman pseudociencia, creencias propias, y razonamientos que hasta ahora siempre son desacertados y no vale la pena exponerlos, algunos de estos me los desbarataron en otros hilos. En este intento entender que es lo que queda en el vacio cuando le quito la radiacion electromagnetica de todas las frecuencias, ahora bien si le quito tambien los neutrinos y las otras particulas que me enumeraron, se que me queda el campo de higgs.
Asi se me ocurre el experimento mental para saber si en un vacio preparado artificialmente ( no importa el tamaño, si quieres grande como una galaxia o como la separacion de los cumulos), es de suponer que se encontrara energia oscura, osea si esta es una propiedad intrinceca del vacio o si solo esta en el vacio interestelar, pues como no hay detector medidor o acelerador que confirme su existencia, poder hacer este experimento a una escala controlada de laboratorio espacial, la diferencia de mediciones de un medidor X ( cuando este exista), daria indicios de su presencia, pero de eso ustedes saben mas, que un iluso ingeniero.