¿Qué es la datación por carbono 14?

¿Qué es la datación por carbono 14?

El método de datación por radiocarbono es la técnica más fiable para conocer la edad de muestras orgánicas de menos de 60.000 años y está basado en la ley de decaimiento exponencial de los isótopos radiactivos.

Veamos en qué se basa el método:

El carbono es un elemento químico que se encuentra en diferentes variedades —llamadas isótopos— que tan sólo se diferencian en el número de neutrones que hay en el núcleo.

El isótopo más corriente es el carbono 12 (C12) que presenta 6 protones y 6 neutrones. El resto son inestables (radiactivos) y entre ellos destaca el C14 que presenta 6 protones y 8 neutrones.

Pero… ¿de dónde sale el C14?

Recordemos que la atmósfera terrestre está formada fundamentalmente por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%). Este nitrógeno estable y más abundante es el nitrógeno 14 (N14) y en su núcleo tiene 7 neutrones y 7 protones.

A las capas altas de la atmósfera llegan partículas altamente energéticas procedentes del universo conocidas como rayos cósmicos. Estos neutrones altamente acelerados de los rayos cósmicos chocan en ocasiones con los núcleos del N14, desplazando, también en ocasiones, un protón del núcleo y ocupando su lugar.

Cuando esto sucede el núcleo queda formado por 8 neutrones y 6 protones, cambia el número atómico de 7 a 6 y con él las propiedades del elemento, que pasa a comportarse como el carbono. Este C14 se comporta químicamente igual que el C12 y por lo tanto puede formar parte del CO2 que respiran los seres vivos y que las plantas utilizan para realizar la fotosíntesis, pero presenta la particularidad de que es radiactivo.

Que un elemento sea radiactivo significa que se desintegra por sí solo a una velocidad constante. Y el C14 al desintegrarse produce N14 y tiene una vida media de 5730 años, lo que quiere decir que tras ese tiempo la cantidad de C14 presente se ha reducido a la mitad.

Mientras el ser vivo respira, recibe una mezcla de C12 y C14, pero al morir y dejar de respirar el C14 empieza a desintegrarse. Conociendo la velocidad media de desintegración y la cantidad de C14 presente en la muestra, podemos saber el tiempo transcurrido desde que el ser vivo falleció usando una simple fórmula logarítmica.

Nota sabionda: El C14 fue descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben. Fue Willard Libby quien determinó un valor para el periodo de semidesintegracion: 5568 años. Determinaciones posteriores en Cambridge arrojaron un valor más exacto de 5730 años. Debido a su presencia en todos los materiales orgánicos, el carbono 14 se emplea en la datación de especímenes orgánicos.

FÍSICOS LOGRAN ATRAPAR ANTIMATERIA DURANTE UN TIEMPO RÉCORD

El pasado mes de noviembre, la revista Nature publicaba un sorprendente logro científico que parecía sacado de la película «Ángeles y Demonios», en la que unos avanzadísimos investigadores capturaban y almacenaban antimateria. Algo así no había sido posible en la vida real, hasta que un grupo internacional de físicos le quitó el apellido a la ciencia ficción. Por primera vez en la historia, lograban atrapar brevemente, en un tiempo que no duraba un suspiro, 38 átomos de antihidrógeno en las instalaciones de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), ubicadas en Ginebra (Suiza). Ahora, el mismo equipo ha dado un paso adelante y ha confinado nada menos que 309 átomos, también de antihidrógeno, durante 1.000 segundos. Es decir, un botín mayor durante más tiempo. Se trata de una cantidad aún pequeña para, por ejemplo, poner en marcha un electrodoméstico, pero aumenta las posibilidades de ampliar nuestros conocimientos sobre el origen y la formación del Universo.

La antimateria es algo así como la imagen de la materia en un espejo. Un átomo de antimateria es un átomo enfurruñado, al que le gusta llevar la contraria, con la carga eléctrica opuesta. El de antihidrógeno, que es lo que se ha conseguido capturar, tendría las mismas propiedades y componentes que uno de hidrógeno, pero con la carga eléctrica opuesta. Cuando la materia y la antimateria entran en contacto se aniquilan mutuamente, un proceso que los científicos creen que ocurrió instantes después del Big Bang y que ayudó a formar el Universo, con las leyes de la física que ahora conocemos. Entonces, la materia venció en esa lucha desigual, y solo prevaleció una pequeña parte de antimateria. Por eso es muy difícil de detectar y no digamos de capturar.

El equipo del CERN, en el que participan investigadores de siete países diferentes, ha conseguido ampliar el anterior tiempo de captura (172 milisegundos) en siete órdenes de magnitud, de forma que confinaron la antimateria durante más de 1.000 segundos. Además, atraparon cinco veces más atómos en cada intento.

Fuente: ABC.ciencia

'Gravity Probe B' de la NASA confirma dos principios de la Teoría de la Relatividad


Gravity Probe B. NASA
Un experimento realizado por investigadores de la NASA y la Universidad de Stanford en California ha confirmado con gran precisión dos supuestos básicos de la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein.

Apodado 'Gravity Probe B', este experimento, uno de los más largos realizado por la agencia espacial de EEUU, ha utilizado cuatro giroscopios ultra-precisos a bordo de un satélite para medir dos efectos de esta teoría de la gravedad.

El primero de este efecto es la distorsión del espacio y del tiempo en torno a un objeto que ejerce una fuerza gravitacional de la Tierra. El segundo, el efecto es la cantidad de espacio y el tiempo que tal objeto afecta girando sobre sí mismo.

La nave estaba apuntando hacia una sola estrella, IM Pegasi, en una órbita polar alrededor de la Tierra. Si la gravedad no afectara el espacio y el tiempo, los cuatro giroscopios colocados en el satélite siempre apuntarían en la misma dirección.

Sin embargo, estos aparatos, arrastrados por la gravedad, han cambiado la dirección a la que señalaron en principio, lo que confirma la teoría de la relatividad de Einstein.

Un giroscopio es una rueda o una parte mecánica de un aparato circular que gira en torno a un eje que pasa por su centro y que, una vez iniciado el movimiento, tiende a resistir los cambios en su orientación.

"El experimento GP-B ha confirmado dos de los supuestos más importantes de la Teoría de Einstein sobre el universo, que tiene implicaciones en toda la investigación en astrofísica", según Francis Everitt, un físico de la Universidad de Stanford, quien ha dirigido la investigación.

"La tecnología que está detrás de esta misión tendrá efectos duraderos en la investigación sobre la Tierra y el espacio", añadió.

SEÑALES DE AGUJEROS NEGROS LLEGAN HASTA LA TIERRA

Los científicos creen que los «mensajes de luz» pueden ayudarnos a entender la formación de las galaxias y proporcionar una prueba de la Teoría de la Relatividad de Einstein.

Se trata de una «carta» escrita con fotones, unidades básicas de luz, que ofrecen una información muy útil sobre cuál es el tamaño del agujero y la velocidad de su giro.

La relatividad general dice que los objetos muy masivos, como los agujeros negros, curvan el espacio tiempo, doblando el camino de luz que pasa cerca de ellos, un efecto que se conoce como lente gravitatoria. La teoría también predice que un agujero negro en rotación arrastrará el espacio-tiempo con él, creando un vórtice que obliga a todos los objetos cercanos, incluyendo a los sencillos fotones, a seguir dicha rotación.

MEDICIÓN DE CAMBIOS EN LA LUZ

Fabrizio Tamburini, astrónomo de la Universidad de Padua, en Italia cree que esta rotación puede detectarse más fácilmente gracias a la medición de cambios en la luz que pasa cerca de un agujero negro. Esto hará posible determinar, con mucha mayor precisión, la velocidad a la que los giran los agujeros negros.

Tamburini cree que estos hallazgos son fundamentales ya que los objetos más masivos del universo giran y además esto mejorará la comprensión de las galaxias ya que esta rotación de los agujeros negros calentaría considerablemente las galaxias y podría alterar su evolución.

MILES DE OJOS A LA VEZ

Los investigadores creen que, en caso de tener fondos, podrán llevar a la práctica su estudio en los próximos dos años. Para ello utilizarán telescopios como el Conjunto de Línea Base Muy Grande (VLBA) de diez radiotelescopios en Socorro, Nuevo México. El planificado Square Kilometre Array (SKA), un proyecto internacional que consiste en miles de antenas, que se prevé que sea 50 veces más potente que cualquier instrumento de radio en uso en la actualidad, y que tiene previsto entrar en funcionamiento en 2024, sería incluso más útil para dicha tarea.

La observación de los patrones de distribución de fase encontrados por Tamburini y sus colegas proporcionaría una prueba experimental extra para la Teoría de la Relatividad General. Si sucede lo contrario y no se encuentra el patrón, podría indicar que quizás sea necesaria una teoría de la gravedad alternativa.

Más información en: http://www.madrimasd.org/informacionidi/noticias/noticia.asp?id=47319&origen=notiweb

Localizan galaxias viejas en un Universo joven

Los astrónomos, utilizando telescopios terrestres y espaciales, acaban de descubrir un nuevo misterio al que buscar respuesta: tan sólo 200 millones de años después del Big Bang que dio origen al Universo, ya existían las galaxias. Este hallazgo es un reto para las teorías sobre cuándo surgieron las galaxias y podría ayudar a resolver el misterio de cómo la niebla de hidrógeno del Universo primitivo se fue aclarando. El equipo de Richard detectó la galaxia tras unas recientes observaciones del telescopio espacial Hubble, que se verificaron luego con otro satélite, el Spitzer. Lo curioso es que esta galaxia se hizo visible a través de un racimo de galaxias llamado Abell 383 Después de detectarla con los satélites espaciales, el equipo utilizó el espectroscopio del telescopioKeck-II, en Hawai (EE.UU.) para descomponer la luz en sus diferentes colores. El análisis de ese espectro es el que permitió al equipo determinar lo que se denomina corrimiento al rojo, un fenómeno que permite saber la distancia de objetos muy lejanos por su radiación electromagnética En este caso, era de 6,027, lo que significa que los astrónomos observaban el Universo de hace 950 millones de años. No era pues la galaxia más primitiva detectada, pues se ha localizado una de 8,6 (unos 600 millones) y hay otra, de momento solo posible, de un índice de 10 (400 millones). Sin embargo, ésta es especial por algo distinto de su edad: hasta ahora, las más primitivas brillaban intensamente porque sus estrellas son jóvenes, pero no es el caso de la nueva. La observación del infrarrojo por el Spitzer reveló que la galaxia es sorprendentemente vieja y sus estrellas más débiles de lo que era esperable. Por otro lado, el descubrimiento puede ayudar a explicar cómo el Universo fue aclarándose en los primeros 1.000 millones de años después del Big Bang. En aquella infancia cósmica, una difusa niebla neutral de hidrógeno bloqueó la luz ultravioleta. Alguna fuente de radiación debió ionizar progresivamente ese gas, aclarando la niebla para hacerla transparente a los rayos ultravioleta, proceso que se llama reonización. Los astrónomos creen que esa radiación tuvo que venir de las galaxias, aunque hasta ahora no se había encontrado ninguna que generara la suficiente. Ahora, quizás se tenga la respuesta: si había más galaxias en el Universo primitivo de lo que se pensaba, y por ello muy pronto fueron viejas y débiles, y por tanto difíciles de observar, podrían haber proporcionado la radiación suficiente para aclarar esa neblina. De momento, la única forma de llegar a descubrirlas es utilizando racimos masivos de galaxias que actúan como telescopios cósmicos. Quizás el futuro Telescopio Espacial James Webb, que se lanzará en esta década, y que estará especializado en observación de objetos distantes, logre dar respuesta a este misterio. Galaxias a 450 millones de años luz captadas por Hubble. http://sophimania.blogspot.com/2008/11/hubble-envi-espectacular-foto-de.html Noticia completa en: http://www.madrimasd.org/informacionidi/noticias/noticia.asp?id=48112&origen=notiweb

¿VIDA EN UN AGUJERO NEGRO?

Como los astrónomos saben muy bien, los agujeros negros son objetos cuya gravedad es tan fuerte que cualquier cosa que se les acerque será inmediatamente tragada para siempre. Sin embargo, los científicos también saben que en interior profundo de ciertos agujeros negros en rotación, más allá del horizonte de sucesos, el punto a partir del que espacio y tiempo se hacen uno, las cosas pueden, en cierto modo, volver a funcionar de un modo que podríamos llamar "normal". En esos agujeros negros, en efecto, es posible que los fotones orbiten de forma estable alrededor de la singularidad central. Y es precisamente la existencia de estos fotones "estables" lo que ha impulsado a Dokuchaev a pensar que también podrían existir allí otros objetos, y que algunos de ellos, por qué no, podrían incluso reunir las condiciones necesarias para albergar vida. Y si bien es cierto que esos "mundos" serían radicalmente diferentes de los que conocemos, debido a la presencia de enormes cantidades de luz (la de los fotones) atrapada junto a ellos en órbita alrededor de la singularidad, por no hablar de las mareas gravitatorias y el bombardeo de otras fuentes de energía, también lo es que resulta plausible imaginar allí alguna forma de materia viva y que haya conseguido prosperar.

Por supuesto, e incluso si lo que Dokuchaev sugiere resulta ser cierto, es casi seguro que nunca tendremos ocasión de comprobarlo, ya que ni nosotros podremos cruzar nunca un horizonte de sucesos (sin quedar reducidos a partículas elementales), ni tampoco podrá hacerlo en sentido contrario ninguna señal emitida por alguna civilización que efectivamente estuviera viviendo dentro de uno de estos agujeros negros. Agujero negro http://www.blogdeastronomia.es/astronomia/agujeros-negros/los-agujeros-negro Noticia completa en: http://www.madrimasd.org/informacionidi/noticias/noticia.asp?id=48148&origen=notiweb

Soluciones Unidad 10_Óptica

Hola a todos,

acabo de dejar en la página web las soluciones de los ejercicios de óptica.


Saludos y
que paséis buenas vacaciones