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sábado, 15 de enero de 2011

La relatividad impulsa los coches.

Las baterías de los coche son cargadas por la relatividad

Los científicos han confirmado que el 80-85% de la tensión de una batería de plomo-ácido se debe a efectos relativistas. 
Einstein drawing on car

El físico francés Gaston Planté inventó la batería de plomo-ácido en 1859 - casi 50 años antes de que Einstein desarrolló su teoría de la relatividad. Ahora los científicos han descubierto que la batería de plomo-ácido, que se utiliza de manera general en los automóviles, se basa en los efectos de la relatividad. En concreto, los científicos calculan que 1,7 hasta 1,8 voltios de 2,1 voltios de la batería de plomo-ácido (o 80-85%) se deben a los efectos relativistas.

   Los físicos y los químicos que realizaron el estudio,  Rajeev Ahuja, Andreas Blomqvist,  Peter Larsson de la  Universidad de Uppsala University y  Pekka Pyykkö, Patryk Zaleski-Ejgierd de la Universidad de  Helsinki –  han publicado sus resultados en un número reciente de la Physics Review Letters. 
"Este es un nuevo caso, bien documentado de la "relatividad en el día a día'", dijo Pyykkö a PhysOrg.com. Como los científicos señalaron en su estudio, el hallazgo significa esencialmente que "los coches se iniciaron debido a la relatividad."
 Car batteries powered by relativity

La batería de plomo-ácido es el tipo más antiguo de batería recargable, siendo el principal componente el plomo. Con un número atómico de 82, el plomo es un elemento pesado. En general, los efectos relativistas surgen cuando los electrones se mueven muy deprisa rápido cerca de un núcleo pesado como  es el de plomo. Estos efectos relativistas dependen de la velocidad de la luz (o desde una perspectiva matemática, todo lo que se expica con las teorías de Dirac o con las ecuaciones de Schrödinger).

La batería de plomo-ácido contiene un electrodo positivo hecho de dióxido de plomo, un electrodo negativo de plomo metálico, y un electrolito de ácido sulfúrico. A través de sus cálculos, los científicos encontraron que los efectos relativistas de la batería se producen principalmente en el electrodo positivo de dióxido de plomo , y en parte por el sulfato de plomo sustancias creadas durante las reacciones químicas.

El descubrimiento de los efectos relativistas en la batería de plomo-ácido también proporciona  alguna luz sobre por qué no se conoce la "batería de estaño". En la tabla periódica, el estaño se encuentra justo encima de plomo y tiene un número atómico de 50, por lo que es más ligero que el plomo. Según los cálculos de los científicos, una batería de estaño, básicamente sería una batería de plomo con los efectos relativistas muy reducidos. A pesar de que el estaño y el plomo tienen valores similares de la energía no relativista, en el estaño los efectos  relativistas son pequeños e impiden que genere una batería eficiente.

Como los científicos indicaron que los efectos relativistas se han encontrado también en otras áreas, tales como el color amarillo perenne de oro y el estado líquido del mercurio, aunque en este último todavía no está muy bien probado.

En general, los científicos indicaron que este conocimiento de la importancia de la relatividad de la batería de plomo-ácido, probablemente no ayudará a los investigadores a mejorar el rendimiento de la batería, sin embargo la visión podría ser útil para la investigar mejores alternativas, especialmente con elementos químicos que se encuentran  como el plomo en el sexto periodo de la tabla periódica).


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