Problemes empaquetats
La nova visió de l'univers

1. .
a) Les dues galàxies situades sota l'eix d'abscisses. Cal remarcar que són les galàxies més properes a la nostra.
b)
Observació: el pendent correspon a la constant de Hubble i la inversa d'aquesta constant és una estimació de l'edat de l'univers.

2. En algunes fases de l'evolució de les estrelles es produeixen reaccions nuclears com les que mostra la figura (s'hi han esborrat alguns símbols). La figura representa les 7 etapes del cicle CNO.

a) . Es tracta d'una desintegració betapositiva (emissió d'un positró i un neutrí)..

b) . (per cada nucli de He produït) .

c) . .

Observació: Aquí no s'ha considerat l'energia cinètica que deuen tenir els electrons i els positrons (i que no deu ser gens negligible!).

3A.

a) És una interacció feble.
b) És un bosó (negatiu).
c) (es tracta d'una desintegració beta)

d) A partir del principi d'indeterminació i amb la condició que passi durant un temps molt petit (El bosó W no pot arribar gaire lluny!) .

3B.
a) Fals, està fet de tres quarks!
b) Cert, ja que són leptons. També són sensibles a la interacció electromagnètica degut a que tenen càrrega elèctrica
c) Cert, la interacció elèctrica tendiria a separar-ne violentament els protons, la interacció gravitatòria és massa dèbil per compensar l'efecte repulsiu de la interacció elèctrica i la interacció feble no actua mai cohesionant estructures.
d) Cert, la càrrega elèctrica es conserva en tots els processos coneguts.
e) Fals, el fotó és la seva pròpia antipartícula.
f) Fals, són molt difícils de detectar, ja que interactuen molt poc amb la matèria, però no són impossibles de detectar.

4.

a)
b) (que correspon a una , d'acord amb les dades de l'enunciat)
c) Sodi
d) A causa que els fotons tenen menys de 2,33 eV d'energia cadascun, de manera que cap fotó d'aquestes radiacions no pot arrencar mai un electró d'aquest metall.

5.

a)
b) A la ratlla de 410,5 nm arriben els fotons més energètics. A la ratlla vermella hi arriben més fotons per segon que a qualsevol de les altres.
c) L'energia dels fotons correspon a la diferència d'energia dels electrons entre dos nivells de l'àtom d'hidrogen.

6.

a) Poisson havia de preveure una ombra circular ben definida, l'interior de la qual seria tot fosc.
b) Segons Fresnel, al centre de l'ombra del punt A s’hi hauria de veure un punt brillant. Es mostra una imatge del punt de Fresnel, també anomenat punt d'Aragó, pel físic catalanofrancès que estava al càrrec de la comissió que decidia el premi.
c) Podem incloure aquí l'efecte fotoelèctric, els espectres discontinus d'emissió i d'absorció, etc.

7.

a) La velocitat de la llum ha de ser la mateixa en els dos sistemes. Segons l'Albert, la llum ha recorregut 4,50 m i segons la Berta ha recorregut 4,61m. La distància és més gran en l’SR de la Berta.
b)
c)
d) Tarda més segons el SR de la Berta.

8.

a)Error relatiu en distàncies; diferència relativa de temps. Cal remarcar que l'error relatiu en distàncies és menor que la diferència relativa en temps, altrament el resultat no tindria cap rellevància.
b) Neutrins electrònics, neutrins muònics i neutrins tauònics : 3 varietats.
c) Interaccions febles, ja que són les úniques a les quals els neutrins són sensibles (gravitació apart).
d) Raigs còsmics i partícules generades a partir de la interacció dels raigs còsmics amb l'atmosfera, per exemple muons. La contradicció amb les teories que fins ara funcionen, com ara la teoria de la relativitat.
e) Les mesures realitzades, 16000 vegades, dels neutrins que van del CERN al GranSasso.
f) Les mesures fetes de la velocitat de neutrins provinents d'estrelles llunyanes. La contradicció amb les teories que fins ara funcionen, com ara la teoria de la relativitat.
g) ...
h) . Segons els neutrins, el Gran Sasso s'hi acostaria a 0,999975 c

i)
j) . És evident que aquesta indeterminació no podria justificar els resultats inesperats en l'experiment, ja que és molt menor que l'error de 20 cm en la posició.