Actividad didáctica
Esta actividad está enfocada en cómo funciona LIGO y su importancia en el estudio y comprobación de las ondas gravitacionales. Por lo tanto, se puede aplicar cuando los estudiantes ya tengan claro el fenómeno, pero se quiera ahondar en cómo es posible su detección.
Focalización: Se plantea una actividad de teléfonos caseros en el aula. La docente construye tres “teléfonos” diferentes y los distribuye en el aula. Estos constan de dos vasos unidos con una cuerda. La diferencia es que cada cuerda tiene tamaños diferentes. Uno será de 1 metro, otro de 2 metros y el tercero de 5 metros. Se dividirá el grupo de forma que todos puedan usar los tres. Se le pedirá a un estudiante que diga una palabra por un vaso mientras que otro está escuchando por el otro vaso. Es importante que las cuerdas estén tensas y que todos puedan probar con los tres teléfonos.
A partir de esta actividad se inicia una discusión con las interrogantes: ¿con cuál vaso fue más sencillo escuchar el mensaje? ¿La distancia de las cuerdas influyó en la calidad de la escucha? Teniendo en cuenta que las ondas gravitacionales que son lo suficientemente grandes como para ser detectadas ocurren por eventos fuera de nuestro sistema solar ¿cómo es posible que se identifiquen si ocurrieron tan lejos?
Exploración: El grupo observa el siguiente video
https://www.youtube.com/watch?v=trQNpZHL8KM para comentar cómo funciona LIGO. La docente hace énfasis en el registro de las ondas.
https://www.youtube.com/watch?v=trQNpZHL8KM para comentar cómo funciona LIGO. La docente hace énfasis en el registro de las ondas.
Reflexión y contrastación: En grupos de 3-4 integrantes, los estudiantes deben escoger un fenómeno que provoque ondas gravitacionales detectables e investigarlo. Deben seleccionar los aspectos más relevantes (qué es, cómo se forma, qué provoca) y construir un mapa conceptual con la información recopilada.
Aplicación (adaptada de Center for Gravitational Wave Physics, 2007): Se realiza una actividad para recalcar en cómo el sistema de LIGO busca patrones en las señales que recibe para interpretar la detección de ondas gravitacionales. Para esto, a los mismos grupos de trabajo anteriores, se les entrega una imagen con una señal que simula los datos que recopila LIGO y 6 moldes distintos en hojas transparentes con ondas matemáticas.
Los estudiantes deben comentar cuál onda coincide mejor con la señal detectada al comparar la trayectoria. Esto lo hacen al colocar el molde transparente sobre el dibujo de la onda. Tienen un aproximado de 5 minutos para tomar su decisión. Después, pasarán la señal y los moldes a otro grupo y recibirán los de otros para realizar la misma dinámica de comparación.
Las imágenes de señales que se les entregan son estas: http://cgwp.gravity.psu.edu/outreach/activities/template_activity/Signals.pdf
Y los set de moldes de ondas matemáticas que se imprimen en papel transparente son:
Para la señal 1 http://cgwp.gravity.psu.edu/outreach/activities/template_activity/TemplateM.pdf
Para la señal 2 http://cgwp.gravity.psu.edu/outreach/activities/template_activity/TemplateC.pdf
Para la señal 3 http://cgwp.gravity.psu.edu/outreach/activities/template_activity/TemplateP.pdf
Para la señal 4 http://cgwp.gravity.psu.edu/outreach/activities/template_activity/TemplateX.pdf
Después de haber hecho lo mismo con las 4 imágenes de señales, completan este cuadro:
Cuadro I. Caracterización de las señales de ondas gravitacionales.