martes, abril 22, 2008

¿Qué fue de la Gravity Probe B?

Reportamos hace tiempo sobre la física de la Gravity Probe B:


y sobre el anuncio de sus primeros resultados:


Estos primeros resultados de la GP-B indicaban una concordancia con la relatividad general para el frame dragging. Igualmente con la precesión geodética, aunque aquí los resultados no eran tan claros y se abría la posibilidad de discrepancia con la relatividad general.

Los resultados definitivos, no obstante, van a tardar en llegar. Se anunció hace tiempo que durante los meses de operación de la sonda se encontraron efectos inesperados que influyeron en la precesión de los giroscopios. Estos problemas son debidos a cargas electroestáticas acumuladas en los giroscopios que han dado lugar a torques adicionales. Ahora son necesarios análisis cuidadosos que retrasarán los resultados, ya que aparentemente estos fenómenos han resultado ser más complejos de lo que se creía en un principio. Una primera tanda está anunciada para septiembre de este año, pero el análisis final podría durar hasta el 2010. Hasta entonces es de esperar no obstante que los datos sean puestos a disposición pública.

No está dicha la última palabra aún sobre la relatividad general en la Gravity Probe B. Pero deberemos armarnos de paciencia...

4 comentarios:

Mikimoss dijo...

Buenas, soy físico recién licenciado y acabo de descubrir tu magnífica página. Me gustaría que me explicaras qué es eso de los "torques", porque es la primera vez que lo leo.

Saludos.

alshain dijo...

Hola, gracias por tu visita.

Sobre la física de la gravity probe B puedes leer en esta entrada de mi blog:
http://lastmonolith.blogspot.com/2005/07/la-gp-b-y-el-gravitomagnetismo.html
(2005/07/la-gp-b-y-el-gravitomagnetismo.html)

Sobre los errores experimentales mencionados puedes encontrar información en la página de la gravity probe B:
http://einstein.stanford.edu/

De todas formas, te copio el último "status update" de la lista de correo, donde se menciona estos dos fenómenos:

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Reaching this percision has been complicated by two unexpected effects in the data, as we reported in our announcement of first results at the American Physical Society meeting in April 2007:

1. A time variation in the polhode motion of the gyroscopes, which creates complications in the gyro scale factor calibrations (conversion of electrical signals to angles).

2. Much larger than expected classical misalignment torques on the gyroscopes, attributable to "patch effect" (contact potential difference) interactions between the gyro rotors and their housings.

We have described and discussed these two effects in our past three status updates. After 2 _ years of data analysis, we have a very good understanding of physics underlying them. We now know that the interaction of patch effects between the gyro rotors and their housings is the root cause of both, and in our September 25, 2007 status update, we described how our team has honed and utilized a technique called trapped flux mapping to dramatically improve our determinations of the polhode phase and angle for each gyroscope throughout the entire 353-day experiment period.

By necessity, our work to understand and model these two interrelated effects began with very small data segments. For example, the initial analysis was carried out using selected sets of 5-day (75-orbit) segments. Working at this "microscopic" level, the team was ultimately able to model the polhode damping and classical torques. However, stringing together a series of some 60 5-day segments to cover the whole experimental period in not the optimum method of processing the results. Rather, it is necessary to stretch the analysis segments to the point where the only breaks remaining in the data segments are those due to the six anomalies.

In December, we reported that we had successfully applied our much enhanced knowledge and modelling of the polhode phase and angle of each gyroscope to a central 85-day stretch of data, from December 12, 2004 through March 4, 2005. Since that time, we have been in the process of continuing to stretch the data analysis to increasingly long time intervals, so that the final analysis will be based on the seven segments defined by the anomalies experienced on orbit. This will yield the greatest precision possible in the results.
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Un saludo.

Mikimoss dijo...

Ahm, compruebo que es un momento de fuerzas. La verdad que ahora me arrepiento de no haber profundizado en la relatividad general, aunque espero ir poniéndome al día con tus interesantes artículos y referencias.

Pero siguiendo con los fundamentos del asunto, siempre pensé que como la rotación de spin electrónico no se produce en el espacio tridimensional entonces no le serían aplicables las leyes de la electrodinámica clásica. Supongo que te refieres a él simplemente para establecer una analogía con la que explicar las diversas interacciones magnéticas que tienen lugar entre cuerpos cargados que rotan y orbitan, y después comparar los resultados con las predicciones relativistas.

¿Es esto así, o existe alguna expliación relativista para el spin cuántico?

Saludos.

alshain dijo...

Me refería al espín electrónico como analogía, cierto. En principio la analogía vale si imaginas el espín como resultado de bolitas rotando. En tal caso es ideal para encontrar similitudes con el caso gravitatorio. Pero como sabes la imagen del electrón como una bolita rotando es incorrecta y no permite explicar la naturaleza del espín. Matemáticamente la razón para ello está en el grupo de rotaciones usado en la cuántica SU(2) y su forma de actuar sobre objetos. Un par de ideas sobre el tema aquí:
http://lastmonolith.blogspot.com/2006/10/espn-fraccionario.html
(espn-fraccionario.html)
En la teoría cuántica relativista este grupo aparece de forma natural actuando sobre partículas y campos a través de la ecuación de Dirac.

Un saludo.