Cuando la Naturaleza se enfada, los estragos son temibles y, ahora, de nuevo, seísmos de hasta 7 grados en la escala Richter han sacudido las Islas Salomón al día siguiente del tsunami y, según parece hasta el momento hay algunos muertos. A 9 kilómetros bajo la superficie del Océano pacífico, esa ingente masa de agua que, en sus entrañas esconde misteriosas fuerzas.

Esto sí, es vivir en plena Naturaleza. En el pueblo de Les Cerniers, al pie de la cordillera Dents-du-Midi, en los Alpes suizos. Rodeado de naturaleza y en plena montaña, el Whitepod Resort  se puede uno aislar del mundo cotidiano pero, ¿tienes tiempo y dinero para hacerlo?

¡Ojo! Lasañas y espaguetis congelados fueron eliminados ayer de los estantes de los supermercados Aldi y Tesco del Reino Unido e Irlanda, según cuenta «The Guardian»   En evitación de males mayores, podéis prestar atención a lo que lleváis a casa.

De izquierda a derecha, la ruta de Sexo en Nueva York, el Movie Tour en Nueva York, el rodaje de Person of Interest y participantes en la ruta de Gossip Girl. Todos los fans de las series que marcan y han marcado la historia de la televisión hemos soñado en numerosas ocasiones con visitar y dormir plácidamente en las habitaciones de nuestros personajes preferidos. Algunos desconocíamos dónde se ubicaba cada trama. Hoy en día, y gracias a internet, es posible situar en el mapa todas y cada una de las ficciones norteamericanas en el mapa.

Aunque no todas han sido rodadas en las ciudades en las que se basan, como «Friends», por ejemplo, sí que muestran las imágenes más típicas de donde se encuentran.

¡Que algunos pierdan el tiempo en estas tonterias! Con la que está cayendo y, seguramente, está en Paro

Un total de 28 provincias están hoy en alerta por viento, oleaje, temperaturas mínimas, nieve y aludes. Frío, Lluvia, Viento y Nieve… ¡Qué tiempecito!

Este del PP dice: “Siempre hay una oveja negra en el rebaño que lo mancha todo”. Tan carajotes como siempre. Lo único que me sorprende de todo esto es, ¿por qué no han denunciado ante el Juez toda esta movida de Barcena y sus papeles. Mientras tanto, Los instigadores de todo esto, rien y se frotan las manos esperando las ganancias que todo el embrollo les pueda reportar. Claro que… De los Eres… Nada de Nada.

                Hay otros planetas potencialmente habitables alrededor de las estrellas rojas

Astrónomos del Centro Harvard-Smithsonian para Astrofídsica en Massachussetts, han descubierto, con datos del telecopio Espacial Kepler de la NADSA, que el seis por ciento de las estrellas enanas rojas tienen planetas habitables del tamaño de la Tierra. El mñás cercano similar al nuestro se calcula que podría estar a no más de 13 años-luz de distancia. A la vuenta de la esquina como aquel que dice.

No dejemos de observar lo que por ahí fuera pueda pasar que, en el momento más inesperado, podremos recibir noticias que, serán una sorpresa y motivos para la maravilla de comprobar que, nunca estuvimos sólos en el vasto Universo.

Lo cierto es que, no dejamos de sorprendernmos de… nosotros mismos. Hasta donde llegaremos

Ingenios robotizados que trabajan por nosotros en otros mundos

Lo dicho, ¡Hay tántas cosas que no sabemos!

Estamos situados en un bello mundo en el que la luz y las plantas, el agua corriente, y con todo eso la vida, hizo posible el surgir de las consciencias que, ahora, son observadores de esa Naturaleza que los creo. Somo nosotros, los seres humanos que, de manera vertiginosa nos dirigimos hacia un futuro que no conocemos pero que, en realidad, estamos labrando día a día con nuestro quehacer diario. Si sabemos eso, tratemos de que, al menos, ese mundo nuevo que se nos viene encima sea algo mejor… ¿Podremos?

emilio silvera

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Muchas son las sorpresas que nos podríamso encontrar en el universo primitivo, hasta la presencia de agua ha sido detectadamediante la técnica de lentes gravitacionales en la galaxia denominada MG J0414+0534 que está situada en un tiempo en el que el Universo sólo tenía dos mil quinientos millones de años de edad. El equipo investigador pudo detectar el vapor de agua presente en los chorros de emisión de un agujero negro supermasivo. Este tipo de objeto es bastante raro en el universo actual. El agua fue observada en forma de mases, una emisión de radiación de microondas provocada por las moléculas (en este caso de agua) al ser amplificadas por una onda o un campo magnético.

Hemos podido llegar a saber que el universo está en expansión y que las galaxias se alejan las unas de las otras. De las observaciones y datos que a lo largo de los milenios ha podido ir juntando la Humanidad, se ha llegado a deducir que el universo surgió de una explosión a la que ha llamado el Big Bang y que sucedió,  hace ahora 13.700 millones de años. A partir de una singularidad (es la mejor explicación que se nos ha ocurrido hasta el momento), un punto de energía y densidad infinitas, surgió el universo que desde entonces, junto con el espacio y el tiempo continúa expandiéndose.

Surgieron los primeros quarks libres que se juntaron para formar protones y neutrones que, a su vez, se unieron y formaron núcleos que, al tener energía positiva, atrajeron a los electrones, de energía negativa, formándose así lo átomos estables.

 Cuanto más íntimamente examinemos la Naturaleza, tanto más lejos hacia atrás vamos en el tiempo. Las moléculas de la vida… en las estrellas, allí comienza la historia, ese largo camino que ha dado lugar al surgir de la mente a partir de la materia “inerte”.

Los átomos se juntaron para formar moléculas y células y éstas, a su vez, juntas formaron materia. Al principio era todo simetría y existía una sola fuerza que lo regía todo. El universo era totalmente opaco, la temperatura reinante muy alta y todo estaba invadido por una especie de plasma.

Pero la expansión del joven universo continuó imparable. La temperatura fue descendiendo y la simetría se rompió, lo que dio lugar a que donde sólo había una sola fuerza aparecieran cuatro. Las fuerzas nucleares, fuerte y débil, el electromagnetismo y la gravedad surgieron de aquella simetría rota y como hemos dicho antes, surgieron los primeros quarks para, con los electrones, fabricar la materia que está hecha de quarks y leptones. Más tarde, la luz apareció al quedar libres los fotones y donde antes todo era opacidad, surgió la transparencia. Pasaron unos doscientos mil años antes de que nacieran las primeras estrellas y se formaran las galaxias.

Después de cientos de miles de años pudieron aparecer las primeras estrellas y se formaron las galaxias a pesar de la expansión de Hubble

Las estrellas evolucionaron y en sus hornos nucleares se fabricaron elementos más complejos que el primario hidrógeno; con la fusión nuclear en las estrellas se fabricó helio, litio, berilio, carbono, oxigeno, magnesio, neón… Estas primeras estrellas brillaron durante algunos miles de millones de años y, finalmente, acabado su combustible nuclear, finalizaron su ciclo vital explotando como supernovas lanzando al espacio exterior sus capas más superficiales y lanzando materiales complejos al inmenso espacio interestelar  para hacer posible el nacimiento de nuevas estrellas y planetas y… ¿por qué no?, también las primeras formas de vida que sin aquellas primeras estrellas que fabricaron los materiales complejos de los que estan hechos los seres vivos, tampoco nosotros, estaríamos aquí.

Ese inmenso tiempo que hemos tenido desde que comenzamos a caminar erguidos y asombrados, dirigimos nuestra mirada hacia las estrellas lejanas e inalcanzables que fueron el primer misterio que nos hizo mimaginar, y, dibujar en nuestras mentes, los primeros escenarios fantásticos. Desde entonces, cuando no podíamos explicarnos lo que ante nuestros ojos mostraba la Naturaleza, siempre recurrimos a imaginar cosas, inventar explicaciones, buscar la manera de contestar cpreguntas que, en realidad y, a pesar del tiempo pasado, seguimos sin tener muchas de las respuestas que, desde entonces buscamos.

Asustados nos encogíamos ante los rayos amenazadores de una tormenta o huíamos despavoridos ante el rugido aterrador de la Tierra con sus temblores de terremotos pavorosos o explosiones inmensas de enormes montañas que vomitaban fuego. Desde entonces, hemos aprendido a observar con atención, hemos desechado la superstición, la mitología y la brujería para atender a la lógica y a la realidad de los hechos. Aprendimos de nuestros propios errores y de la Naturaleza.

      Siempre quisimos subir para estar cerca de las estrellas

Ahora creemos saber de donde venimos, donde estamos y, hacia donde vamos… Bueno, al menos tenemos una idea aproximada de todo ese recorrido y, salvo algunas lagunas, la idea puede estar muy cercana a la realidad. Nos faltan muchos huecos que tapar y muchos espacios que cubrir, no sabemos si ciertamente, fue el Big Bang lo que hizo nacer el Universo, o, si por el contrario, éste suegió de una fluctuación del vacío que rasgó el espacio-tiempo de otro Universo mayor que dio lugar al nuestro. En realidad ¡no sabenmos! pero, tenemos que componer un cuadro que tranquilice nuestro intelecto para tener, al menos, un punto de apoyo que nos permita continuar sin que nos sintamos perdidos.

El Tiempo que inexorable transcurre, el Universo que también, imparable evoluciona y, nuestras mentes, nuestras consciencias, que al ritmo de ese transcurrir y de esa evolución, se va haciendo mayor dentro de ese contexto universal espacio-temporal del que formamos parte.Hemos llegado a comprender que somos parte de la Naturaleza que tratamos de conocer y, sabemos que, conociéndola a ella, llegaremos a saber de nosotros.

En todo este complejo entramado cuya historia tiene ya una edad de 13.700 millones de años, han pasado tantas, tantas cosas que, nosotros, que hemos surgido a la consciencia al final del transcurso de ese inmenso período de tiempo, pretendemos saber todo sobre un tiempo pasado en el que no estábamos aquí, y, estudiando las huellas que el tiempo dejó en las galaxias lejanas, pretendemos saber de toda esa historia que, en realidad, se nos escapa al entendimiento que, no es tanto como pretendemos hacer creer. Si todo marcha bien, si no ponemos los medios para nuestra propia extinción, si la Naturaleza nos respeta y no surgen sorpresas cosmológicas contra las que nada podemos hacer…, si todo eso es así, entonces, y solo entonces, podremos alcanzar ese conocimiento que perseguimos para saber, ahora sí, a ciencia cierta, de donde venimos y hacia donde vamos.

No, el hombre no viene del mono. Ambos, el chimpancé y el hombre, tienen un antepasado común que no era ni Homo ni Pan y, a partir de dicho ancestro, esas dos ramas divergieron y cada especie hizo su propio recorrido. Desde entonces, nosotros, hemos escrito una larga historia y hemos podido demostrar que, la consciencia y la Naturaleza, están en simbiosis de manera tal que, la primera, recibe mensajes de la segunda que, de manera intermitente, permite en la medida que estima oportuno, que esa mente consciente evolucione al ritmo que le es más favorable para que, de alguna manera, no se haga daño así misma. Conocimientos sí, pero, en la justa medida.

Es importante para que podamos seguir adelante que seámos conscientes de lo poco que sabemos, de esa manera, sí estaremos preparados para avanzar. Si creemos que sabemos, nos estaremos limitando y, es bueno tener la certeza de nuestra finita capacidad para comprender y también, es bueno saber que, esa finitud, es simplemente temporal y que está en proceso de constante evolución. De la misma manera que hemos podido llegar a saber de qué están hechas las estrellas, como nacen, viven y mueren, también podremos, algún día saber, de dónde surgió, en realidad, nuestro Universo.

Nunca nadie ha sabido explñiplicar de manera convincente lo que el Tiempo es. El tiempo nunca se para, podríamos pensar que el presente no existe, es algo tan efímero que llega y al instante se va, es presente y es pasado que entra en el futuro que se convierte en presente y, esa noria temporal, no deja de girar nunca repitiendo esos ciclos que llamamos pasado-presente-futuro y que, en realidad, es un “ente” misterioso que lo envuelve todo, está siempre presente y ha sido y será, el único testigo ¿observador? del universo, que nunca cambia, fluye como las aguas de un río que camina hacia el Mar que, en relación al Tiempo, se llamará Futuro.Nosotros, pobres mortales, inmersos en toda esa inmensidad, ilusos y pretenciosos, queremos hacer ver que sabemos, de toda esa grandiosidad que no hemos llegado a comprender.

Nuca dejamos de pensar y, como las galaxias, también evolucionamos. Si pensamos de donde venimos y como hemos podido llegar aquí, si repasamos el recorrido que la vida hizo a lo largo de más de 3.800 millones de años hasta alcanzar la consciencia, también podremos llegar a comprender que, nuestro lugar, está en las estrellas. Al decir en las estrellas quiero significar que, la Tierra, es un simple lugar de paso, un habitat que ha sido necesario para que, con el transcurso del Tiempo, podamos alcanzar el nivel intelectual que nos permita desplazarnos a otros mundos y, llegado el momento, conozcamos a nuestros hermanos del Cosmos. No, no estamos solos.

El concepto de tiempo está enclavado en las profundidades y conceptos más avanzados de la física y la astronomía. Sin embargo, su verdadera naturaleza permanece en el misterio. Todo acontece con el transcurrir del tiempo que es inexorable y fluye continuamente. Todo lo que existió, lo que existe y lo que existirá, está sometido a los efectos del tiempo que, acompañado de algo que se llama Entropía, hace posible que podamos ver los inevitables efectos de ese transcurrir. No podemos hablar de destrucción sino de cambios de fase, todo se transforma con el paso del tiempo, y, lo que antes era, ya no es.  El transcurrir del Tiempo afecta a todo, las cosas inertes y los seres vivos, todo, sin excepción, están sometidos a esa ley que impone el Universo de que todo se transforme para que todo siga igual.

Pensemos en el nacimiento de una estrella masiva que vive durante cientos o algunos miles de millones de años. El Tiempo transcurre mientras ella se pasa la vida fusionando hidrógeno en Helio, Helio en Carbono, Carbono en Oxígeno…, y, agotado el material fusionable, se convierte en supernova, eyecta sus capas exteriores al espacio interestelar  y deja sembrada una inmensa región con una bella Nebulosa de la que, con el “Tiempo”, surgirán nuevas estrellas, nuevos mundos y vida nueva. Todo lo que desapareció ha vuelto a surgir pero, ¡multiplicado! ¿Qué maravilla es esa? Podríamos decir que se ha creado ¡Entropía negativa! De la misma manera, nosotros, podemos tener descendencia múltiple, es decir, de uno de nosotros, podrán quedar aquí (cuando nos vayanmos), muchos vestigios vivos de nuestro paso por el mundo que, de ninguna manera, habrá sido en vano.

   Nadie sabe lo que el Tiempo es. Sin embargo, sentimos su transcurrir

Lo he referido alguna otra vez. Hace mil quinientos años que San Agustín, filosofo y sabio obispo de Hipona, preguntó: “¿qué es el tiempo?” Y se respondió a sí mismo: “Si alguien me lo pregunta, sé lo que es. Pero si deseo explicarlo, no puedo hacerlo“.

Lo cierto es que, ¡el Tiempo!, siempre ha sido, una abstracción que ha cautivado e intrigado a las mentes humanas que han intentado entenderlo en todas las vertientes y en todos los sentidos. Del tiempo, las mentes más preclaras han intentado definir, en esencia, lo que es. La verdad es que, unos con más fortunas que otros, con más interés o con mejor lógica científica dejaron sus definiciones que, de todas formas, nunca llegaron a llenar ese vacío de una explicación convincente, sencilla, que todo el mundo comprenda y que esté basada en principios naturales que nos digan su origen, su transcurrir y -si es que lo habrá-, su final, porque… ¿Es el tiempo infinito?

Según lo que creemos saber, el Tiempo nació cuando surgió el Universo -no sabemos como fue a ciencia ciuerta- y, desde entonces, junto con el espacio, sigue y sigue su transcurrir pero, Infinito, según las leyes de la física, no puede haber nada. Si el Tiempo, en un momento dado nació, llegará el momento, como pasa con todo lo que conocemos, en el que el Tiempo, dejará de fluir y, todo, también el Universo, quedará congelado, estático, como la imagen tomada de un paisaje que permanece inamovible para siempre pero que, en el caso que estamos tratando, la diferencia será que no habrá nadie para que lo pueda constatar, dado que, cuando todo eso suceda… ¿dónde estaremos nosotros? ¡Si es que estamos en alguna parte!

El transcurrir del tiempo es muy subjetivo dependiendo de la situación de quien lo percibe. Un minuto puede parecer eterno o un suspiro, dependiendo del estado de felicidad o dolor de quien lo perciba. También será relativo, no pasa a la misma velocidad para todos, depende de la velocidad a que esté viajando y de qué observador lo esté midiendo, como quedó demostrado con la teoría especial de la relatividad de Einstein.

        Los gemelos se despiden al comienzo del viaje y al regreso ¿Qué ha pasado?

Desde tiempos inmemoriales hemos querido medir el tiempo, el día y la noche, las estaciones, el sol, relojes de arena… Siempre hemos tratado de conformar el Tiempo a nuestras necesidades y medidas para normalizar nuestras actividades, nuestra vida cotidiana. Horarios de trabajo, señalar la hora de partida, quedar a una hora determinada… ¿Qué haríamos sin no hubiéramos racionalizado el uso del Tiempo?  Hemos llegado a contruira sofisticados aparatos electrónicos o atómicos que miden el tiempo cotidiano de los humanos con una exactitud de sólo un retrazo de una millonésima de un segundo cada 100 años.

                                                     Un largo espacio de Tiempo los separa: El reloj de Sol y el reloj atómico

La medida de tiempo elegida es el segundo que, en las unidades del SI tiene el símbolo s y su duración es igual a la duración de: hertzios = 9 192 631 770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133. Como podemos ver, la imaginación humana no tiene límites, y si nos dan el “tiempo” suficiente, quien sabe hasta donde podremos llegar. Con tiempo por delante creo que sí, que llegaremos a saber.

Hemos hablado del Universo, de cosas muy grandes como estrellas y galaxias pero, no debemos olvidar que, todo lo gande, está hecho de cosas muy pequeñitas. Todo lo que podemos ver a nuestro alrededor: Rios, montañas, océanos y valles, seres vivos y las estrellas del cielo. Todo, sin ecepción, está hecho de Quarks y Leptones, las partículas más pequeñas que conocemos que, juntadas en la debida proporción, forman los elementos de la materia que hacen posible la existencia de átomos, moléculas y cuerpos mayores que, inertes o vivos, todos están hechos de esa materia que llamamos bariónica, que emite radiación y deja notar su presencia a simple vista.

Los núcleos para formar átomos están rodeados por varios niveles de electrones y todos sabemos que un átomo es la parte más pequeña  que puede existir de un elemento, es la fracción mínima de ese elemento. Consta de un denso núcleo de protones y neutrones (los nucleones) rodeados de electrones moviéndose a velocidades cercanas a las de la luz. Es lo que se conoce como estructura electrónica del núcleo y que tiene que ver con los niveles de energía que los electrones ocupan.

Una vez dejada la reseña básica de lo que es el átomo y donde están situados los electrones por capas o niveles alrededor de su núcleo, veamos el fenómeno principal de este comentario referido a ¿esquivar el tiempo?

   Si algún día podemos hacer realidad viajar por el Hiperespacio…¡burlaremos el Tiempo!

Claro que, nuestra imaginación es fértil y podemos pensar, observando la Naturaleza, en otras posibilidades. Veámos: Si un fotón viajero va por el espacio a 299.792’458 Km/s, velocidad de c, golpea a un electrón situado alrededor de un núcleo, lo que ocurre trae de cabeza a los científicos que no saben explicar de manera convincente la realidad de los hechos. El electrón golpeado absorbe el fotón y, de manera inmediata, desaparece del nivel que ocupa y, sin recorrer la distancia que los separa, simultáneamente aparece en el nivel superior. De hecho, ha realizado un viaje instantáneo.

               ¿Podríamos imitar nosotros, alguna vez, tal maravilla?

¿Por dónde hizo el viaje? ¿En qué lugar estaba mientras desapareció? ¿Cómo pudo aparecer simultáneamente en otro lugar, sin recorrer la distancia existente entre el nivel de partida y el de llegada? Y, ¿cómo esquivó el tiempo para que todo ocurriera simultáneamente?

Estas son preguntas que aún no podemos contestar, aunque sí es verdad que nos gusta especular con viajar en el tiempo, y lo del electrón, conocido como “efecto túnel” o salto cuántico, es una idea.

Y, por hablar de cosas mundanas que, de manera diresta inciden en el devenir de nuestros futuros, tenemos que decir que, si los políticos no dicen la verdad y engañan al “Pueblo Soberano”, mal irán las cosas.  Todo de lo que aquí hemos hablado, ha sido posible gracias a que existen medios educativos y proyectos científicos que posibilitan el acceso a la cultura, al saber y, si eso se rompe y prima los intereses particulares sobre los generales… ¡Apaga y Vamonos! Ni la Naturaleza, tan sabia ella, podrá frenar la debacle que se nos vendrá encima.

¡Tomemos conciencia! ¡Necesitamos saber y, para ello, es necesario que primero se pongan las bases de trabajos seguros, estabilidad familiar, posibilidad de igualdad para todos… En fin, que la interferencia humana puede, hacer lo mejor y también, lo peor.

Decantémonos por lo primero.

emilio silvera

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Ayer, cuando hablaba de la T. de cuerdas, al final decía:

Las amplitudes duales, aunque implementaban la idea de democracia nuclear, daban ineludiblemente lugar a un comportamiento de las amplitudes a altas energías mucho más suave del que se observaba en la realidad. Por otro lado los avances formales habían mostrado que la consistencia de la teoría exigía un espacio tiempo de dimensión 26 y que el espectro contenía al menos un taquión (una partícula con masa imaginaria). Estos defectos fueron pronto, parcialmente subsanados, dando lugar a conceptos que han ocupado un papel crucial en la Física de los últimos lustros; estoy hablando de la supersimetría y al renacimiento de las ideas de Kaluza  y Klein sobre espacio-tiempo con más de cuatro dimensiones.

Seguiremos hablando de la Teoría de Cuerdas y llegaremos hasta la actual posición que ocupa ésta compleja idea que algunos físicos han venido desarrollando en los últimos cuarenta años y que, nadie sabe en qué pueda desembocar. Muchas han sido las teorías que han sido desarrolladas y, siempre, nos dieron respuestas a cuestiones que, en un principio, ni podíamos imaginar.

Con la llegada de la QCD (Cromo Dinámica Cuántica) quedó de manifiesto que la democracia nuclear era una ilusión resultado de nuestra ignorancia como tántas veces nos ha pasado a lo largo de la historia de la física y de la astronomía. Las resonancias son objetos compuestos, y la teoría fundamental que describe sus constituyentes no se rige por el principio de democracia nuclaer sino por un principio distinto: el de libertad asintótica.

Lo que este principio nos dice es que la teoría deviene invariante de escala a distancias muy pequeñas, es decir, a altas energías, y que los constituyentes fundamentales son los grados de libertad de esta teoría conforme. Una manera fácil de entender la diferencia entre “democracia” y “libertad” es analizando el comportamiento de las amplitudes de colisión a altas energías.

El sueño de Einstein es el sueño de la física teórica moderna: unificar la gravedad con las otras interacciones fundamentales de la naturaleza. Un artículo publicado en Nature estudia cómo se ve afectado el electromagnetismo (una teoría gauge abeliana) debido a la existencia de la gravedad. Las constantes de acoplamiento que caracterizan la “fuerza” de las interacciones fundamentales cambian con la energía. A energías muy altas, o distancias muy cortas, las tres constantes convergen entre sí (de forma aproximada en el modelo estándar y de forma exacta en las teorías supersimétricas). Sin embargo, el comportamiento de la gravedad a distancias ultracortas, en el rango entre 10^-32 m y 10^-35 m, influye o afecta a las constantes de acoplamiento incluso aunque no se conoce la teoría cuántica correcta de la gravedad, ya que dicha teoría solo es necesaria a distancias menores de 10^-35 m. El nuevo análisis indica que el efecto de la gravedad sobre las otras interacciones fundamentales podría ser observado a distancias entre 10^-33 m y 10^-35 m; en concreto se observaría  un cambio en el fenómeno llamado libertad asintótica de las constantes de acoplamiento. La idea ya fue propuesta por Robinson y Wilczek, pero el autor, David J. Toms, va más allá en dicho análisis. Para mí ha sido muy sorprendente encontrar un artículo de física teórica “exótica” en una revista tan poco amante de la teoría “pura” como Nature. Espero que sirva de precedente para futuros análisis. Nos ha comentado el artículo el genial Giovanni Amelino-Camelia, “Fundamental physics: Gravity’s weight on unification,” Nature 468: 40–41, 04 November 2010; el artículo técnico es David John Toms, “Quantum gravitational contributions to quantum electrodynamics,” Nature 468: 56–59, 04 November 2010 [acceso gratis al artículo en ArXiv, 5 oct. 2010]. (De Francis (th)E mule Science’s News).

La Libertad Asintótica nos habla de que las fuerzas entre partículas como los Quarks se hacen más débiles a distancias más cortas (es decir, a altas energías) y se anulan a medida que las distancias entre las  partículas tienden a cero. Este fenómeno se puede observar en la fuerza nuclear fuerte, entre los quarks que si se alejan los unos de los otros aumenta la fuerza y, cuando se juntan, esta disminuye.

En una versión democrática basada en la teoría de Cuerdas todos los constituyentes tienen un tamaño mínimo igual al de la longitud L de la cuerda (si estamos tratando con resonancias nucleares esta longitud será del orden de su tamaño, es decir 1/Λ(QCD). Como consecuencia de ello la colisión con transferencias de momento mayores que 1/L deberá estar muy suprimida. Por el contrario, la libertad asintótica predice que a estas pequeñas distancias la teoría deviene esencialmente libre y como consecuencia la amplitud es invariante de escala, presentando un comportamiento característico que se conoce como “scaling” de Bjorken. La constatación experimental de este hecho constituyó el primer deceso de la Teoría de Cuerdas.

(Scaling Bjorken se refiere a una importante simplificación en características ampliación de una gran clase de adimensionales cantidades físicas en partículas elementales, sino que sugiere fuertemente que observados experimentalmente partículas de interacción fuerte (hadrones) se comportan como colecciones de punto-como componentes cuando se probaron a altas energías. Una característica de hadrones probaron en experimentos de dispersión de alta energía se dice que la escala cuando se determina no por la energía absoluta de un experimento, pero por adimensionales cantidades cinemáticas, tales como un ángulo de dispersión o la relación de la energía a una transferencia de momento. Debido a que el aumento de energía implica potencialmente resolución espacial mejorada, escalamiento implica independencia de la escala de resolución favorable, y la subestructura por lo tanto eficaz como un punto. Comportamiento de la escala fue propuesta por primera vez por James Bjorken en 1968 para las funciones de la estructura profunda de dispersión inelástica de electrones en nucleones. Esta idea, junto con el concepto contemporáneo de partons propuestas por Feynman, y el descubrimiento experimental de (aproximadamente) comportamiento de escala, junto inspiró la idea de la libertad asintótica, y la formulación de la cromodinámica cuántica (QCD), la teoría moderna fundamental de las interacciones fuertes.)

La QCD no sólo se convirtió en la teoría canónica de dichas formas de interacción, sino también en modelo de Teoría Cuántica de campos, dando lugar a lo que se conoce como el paradigma Wilsoniano de definición de una teoría cuántica relativista como aquella que en el ultravioleta, es decir, a pequeñas distancias, deviene invariante conforme.

Este primer deceso de la Teoría de Cuerdas no fue en absoluto definitivo. La Teoría contenía en su interior secretos que una vez convenientemente entendidos la harían renacer con objetivo muy distinto y mucho más ambicioso: ¡convertirse en el paradigma de la Teoría Cuántica de la Gravedad! ¿Cómo fue eso posible?

  ¿Dónde estará la verdad?

Lo primero que debemos entender es la inevitabilidad de la gravitación en la Teoría de Cuerdas. Una vez conjugamos efectos cuánticos con el carácter extenso de la cuerda aparece inevitablemente en el espectro un gravitón, y es esta inevitabilidad de la gravitación la que nos aporta una comprensión nueva de la escala de longitud de la cuerda. En breves palabras, si parametrizamos por g la amplitud cuántica de que una cuerda se divida en dos y por  L la escala de longitud de la misma, nos encontramos conque gL es precisamente la longitud de Planck:

Dicho de otra manera, la constante de Newton  G, que define la intensidad gravitatoria, ¡es simplemente (gL)! Y, este hecho, tiene importantísimas consecuencias. En efecto, si la longitud de Planck está definida de manera intrínseca, podemos asociar, sin salirnos de la propia teoría, con cualquier modo de vibración de la cuerda de masa M su radio gravitacional, o, si se prefiere, su tamaño gravitatorio: R(M) = MG. Una vez hacemos esto aparece de manera inmediata una masa o energía crítica por encima de la cual el modo de vibración de la cuerda adquiere un tamaño gravitacional mayor que su propia longitud.

Este modo de vibración se ha convertido en ¡un agujero negro! Dicho con otras palabras, cuando profundizamos en el ultravioleta llega un momento en el que las excitaciones de la cuerda no nos desvelan una estructura de constituyentes más elementales sino algo completamente nuevo, a saber: agujeros negros cuyo tamaño en vez de disminuir con la energía aumenta. El paradigma de teoría cuántica de campos Wilsoniana caracterizado por la libertad asintótica, en suma por unos constituyentes casi libres, se transforma, en la Teoría de Cuerdas, en una oscuridad asintótica controlada por agujeros negros. En otras palabras, la cuerda, de manera inevitable, se completa en el ultravioleta gravitacionalmente sin desvelar una subestructura Wilsoniana de constituyentes más fundamentales regidos por alguna teoría conforme.

Es importante que apreciemos que la manera en la que la teoría se completa en el ultravioleta no es en término de un espectro nuevo, como podrían ser los quarks y gluones en el caso de la QCD, sino en término de objetos, como son los agujeros negros, cuya definición no nos exige en ningún momento invocar nuevos grados de libertad, sino tan solo la propia dinámica de la teoría.

Así, la Teoría de Cuerdas es una teoría cuántica cuya física en el ultravioleta profundo, a distancias más pequeñas que la propia longitud de la cuerda, está dominada por agujeros negros clásicos. ¿Cómo derivar estos comentarios a un principio rector y definitorio de la Teoría?

No, la potencia utilizada en estas colisiones, no dejan ver las cuerdas que, están mucho más allá de las energías que ahora podemos utilizar

Hay que conseguir que se puedan hacer consistentes los principios de la Mecánica Cuántica con nuevos postulados: el de la existencia de una longitud mínima. Cuando intentamos combinar estos dos principios de una manera consistente nos encontramos con una teoría en el ultravioleta, es decir, más allá de la longitud mínima, debe poder ser descrita no en términos de constituyentes más primitivos sino necesariamente en términos de configuraciones o entidades de la propia teoría cuyo tamaño efectivo es necesariamente mayor que la longitud mínima. Esta descripción “infrarroja” (grandes distancias) del mundo ultravioleta es lo que se conoce como correspondencia UV/IR y es el corazón de la celebradísima e importantísima correspondencia descubierta hace ya más de diez años por Juan Maldacena.

Lo cierto es, amigos míos que, entre unos pensadores y otros, vamos acercándonos más y más al saber del mundo. Hemos desvelado importantes secdretos del mundo mágico de las galaxias en el Universo, y, posiblemente, habiendo podido desvelar también, ese otro “mundo” no menos maravilloso de lo muy pequeño donde se encuentra el ámbito de los átomos, no podemos dudar de que, en el futuro, también sabremos llegar a esas cuerdas vibrantes que, de ser cierto que están ahí, nosotros las podremos encontrar, toda vez que, como tenenmos más que demostrado, imaginación no nos falta.

Para finalizar el trabajo de César Gómez, en el que se pregunta qué es la teoría de cuerdas, habrá que cerar con sus mismas palabras:

“De esta forma alcanzamos lo que podría ser una primera definición de la Teoría de Cuerdas: una teoría cuántica con una longitud fundamental mínima. Pero para entender el siggnificado profundo de esta definición deberemos aproximarnos a ella como lo hacemos cuando Einstein nos desveló que la teoría de la Relatividad es una cinemática con una velocidad fundamental máxima. Lo esencial no es entender desde una perspectiva galileana -sobre la base de complicados modelos de éter- cómo es que la de la luz puede ser la velocidad máxima. Lo crucial es postular que es máxima y acomodar la Cinemática y el propio espacio-tiempo a este postulado.

Ciertamente creo que existe un mínimo para todo:

Existe una unidad mínima de tiempo posible, y es o,0000000000000000000000000000000000000000001 seg. Bueno, lo que se conoce como Tiempo de Planck. Sus Unidades, las unidades de Planck, son las que marcan el límite de nuestras teorías, nunca nadie, ha podido sobrepasar lo que miden esas unidades de espacio, masa, tiempo…

Así, continúa diciendo César, al decir que hay una longitud mínima no se trata de explicar desde una perspectiva Wilsoniana cómo surge esta escala o por qué es mínima, sino postular la existencia de una longitud mínima y deducir de ello un paradigma no Wilsoniano de Teoría Cuántica. Y es esto lo que la Teoría de Cuerdas intenta conseguir desde su primer deceso.

Quizás la clave última de la respuesta es que la propia Longitud de Planck es una longitud mínima e intentar entender esta afirmación como un postulado en pie de igualdad con el postulado relativista sobre la imposibilidad de una velocidad mayor a la de la velocidad de la luz en el vacío. “La Velocidad de la Luz y la Longitud de Planck, definen cotas en la teoría de la información; en un caso a la velocidad de transmisión y en el otro a la capacidad de almacenamiento.”

Lo cierto es que, la primera expresión de las TC’s fue desarrollada por Jöel Scherk, de París, y John Schwuarz, del Instituto de Tecnología de California, quienes en el año 1974 publicaron un artículo en el que demostraban que la TC podía describir la fuerza gravitatoria, pero sólo si la tensión en la cuerda se tensiometrara alrededor de un trillón de toneladas métricas. Las predicciones de la teoría de cuerdas serían las mismas que las de la relatividad general a escala de longitudes normales, pero diferirían a distancias muy pequeñas, menores que una trillonésima de un cm. Claro está, que en esos años, no recibieron mucha atención por su trabajo.

Ahora se buscan indicios de la teoría de cuerdas en los grandes aceleradores de partículas donde parece que algunos indicios nos dicen que se va por el buen camino, sin embargo, nuestros aceleradores más potentes necesitarían multiplicar por un número muy elevado su potencia para poder, comprobar la existencia de las cuerda situadas a una distancia de 10^-35 m, lugar al que nos será imposible llegar en muchas generaciones. Sin embargo, en las pruebas que podemos llevar a cabo en la actualidad, aparecen indicios de una partlicula de espín 2 que todos asocian con el esquivo Gravitón, y, tal indicio, nos lleva a pensar que, en la teoría de supercuerdad, está implícita una Teoría Cuántica de la Gravedad.

Bueno, buscamos las cuerdas y aún, no henmos encontrado el Gravitón

Los motivos que tuvo la comunidad científica, entonces, para no brindarle la suficiente atención al trabajo de Scherk y Schwuarz, es que, en esos años, se consideraba más viable para describir a la interacción fuerte a la teoría basada en los quarks y los gluones, que parecía ajustarse mucho mejor a las observaciones. Desafortunadamente, Scherk murió en circunstancias trágicas (padecía diabetes y sufrió un coma mientras se encontraba solo en su estudio). Así, Schwuarz se quedó solo, en la defensa de la teoría de cuerdas, pero ahora con un valor tensiométrico de las cuerdas mucho más elevado.

Pero con los quarks, gluones y también los leptones, en la consecución que se buscaba, los físicos entraron en un cuello de botella. Los quarks resultaron muy numerosos y los leptones mantuvieron su número e independencia existencial, con lo cual seguimos con un número sustancialmente alto de partículas elementales (60), lo que hace que la pregunta ¿son estos los objetos más básicos?

Los físicos creen que no, que son las cuerdas vibrantes los objetos más pequeños que componen la materia. Claro que, del dicjho al hecho… ¡va un largo, largo, largo, muy largo trecho!

emilio silvera

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Todos los que nos asomamos por la ventana de la Física, sabemos, más o menos que, después de más de treinta años de historia con la Teoría de dimensiones extra, no es aún, nada fácil encontrar una respuesta sencilla a una sencilla pregunta: ¿Qué es, la Teoría de Cuerdas? Y, lógicamente, muchos científicos del ámbito de la física, están verdaderamente escandalizados con todo este movimiento del que ellos, hablan como de un montaje circense, una comedia en la que, expertos malabaristas de las matemáticas topológicas, hacen trucos de magia para que parezca lo que no es.

Sin embargo, la cosa no parece que sea tan fácil de despachar, cientos y miles de artículos avalan esa Teoría que, en muchos aspectos, parece ser la esperanza futura de la Física y la única que nos puede abrir caminos ahora cerrados que, nos llevarán más lejos, a lugares que ahora, con la física actual, no podemos visitar.

Claro que no todo son críticas, en un artículo publicado en Ciencia Kanija nos dicen: “La teoría ha sido elogiada por algunos físicos debido a su potencial para forjar el largamente buscado vínculo entre la gravedad y las fuerzas que dominan en el núcleo atómico. Pero la teoría – que propone que todas las partículas subatómicas son en realidad diminutas “cuerdas” que vibran de diferentes formas – también ha arrastrado críticas por ser incomprobable en el laboratorio, y tal vez imposible de conectar con los fenómenos del mundo real.

Sin embargo, los investigadores de Princeton han descubierto una nueva prueba matemática de que alguna de las predicciones de la Teoría de Cuerdas se entrelazan estrechamente con un cuerpo de la física muy respetable llamado “Teoría Gauge”, el cual se ha demostrado que subyace en las interacciones entre quarks y gluones, los menudos objetos que se combinan para formar protones, neutrones y otras partículas subatómicas más exóticas. El descubrimiento, dicen los físicos, podría dar lugar a una gran cantidad de usos de la Teoría de Cuerdas atacando problemas de la física práctica.”

Es cierto que la Física está dominada por los paradigmas impuestos desde hace cien años por la mecánica cuántica y la relatividad que son dos teorías fundamentales que parten de principios rectores a partir de los cuales las teorías se construyen de una manera casi sistemática. En estos ejemplos es fácil de identificar ese principio rector:

En la Relatividad el principio es la constancia de la velocidad de la luz o, lo que es equivalente, que la velocidad de la luz determina una cota máxima sobre la velocidad de transmisión de información. Una vez aceptado este principio, el resto se da casi por añadidura. La constancia de la velocidad de la luz implica un espacio tiempo con una determinada geometría, la equivalencia entre masa y energía, así como el resto de los resultados de la Dinámica y la Cinemática Relativistas.

No podemos perder de vista el hecho cierto de que, la razón por la que la Relatividad se convierte en una auténtica Teoría autónoma es prcisamente porque eleva la constancia de la velocidad de la luz a principio rector, a postulado. No se trata de explicar o modelar dinámicamente por qué la velocidad de la luz es la velocidad máxima sino que, muy por el contrario, se trata de derivar toda una cinemática, de hecho la propia naturaleza geométrica del espacio y el tiempo, a partir de dicho postulado.

El Universo de la Mecánica Cuántica nos es fantasmagórico e irreal, es un mundo aparte en el que, podemos ver cosas inusuales y sorprendentes, allí no rigen las mismas leyes que podemos constatar a nuestro alrededor en el mundo macroscópico, o, si están presentes, funcionan de otra manera que, alejada de nuestro propio mundo, no hemos llegado a comprender…del todo.

Nos decía el filósofo Karl Popper:

“La Ciencia será siempre una búsqueda, jamás un descubrimiento real. Es un viaje, nunca una llegada.”

El hombre llevaba toda la razón toda vez que, emprendemos la aventura de la Ciencia y tratamos de buscar “cosas” y “comportamientos” que nos digan por qué, la Naturaleza, funciona de esta o de aquella otra manera. Vamos desvelendo escenarios y obteniendo algunas respuestas pero, el viaje no acaba nunca, a cada puerta abierta, nos encontramos con otro nuevo espacio en el que también, existen muchas puertas cerradas cuyas llavez tendremos que encontrar y, siempre será, de esa manera: ¡Un viaje interminable!

El espacio de Hilbert es una pura construcción matemática pero responde a la perfección a lo que hacía falta para elaborar la teoría cuántica. De no haberse descubierto habría habido que inventarlo para las necesidades de la teoría. El espacio de Hilbert es un espacio vectorial infinitamente grande. En su momento, esto fue una idea revolucionaria, en virtud de que todos los espacios vectoriales, inclusive los espacios matemáticos abstractos, eran finitos. Pero afortunadamente en su trabajo sobre ecuaciones integrales llevado a cabo en 1912 David Hilbert tuvo la visión suficiente para captar la necesidad de tener que postular un espacio vectorial infinitamente grande para poder proyectar todo el aparato matemático de la Mecánica Cuántica sobre una base rigurosamente formal. Y quince años después correspondió a otro matemático igualmente brillante, el matemático húngaro John Neumann, el darle en 1927 una definición axiomática al espacio vectorial de Hilbert en su ya famosa obra Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik. Pero Hilbert no solo propuso un espacio vectorial infinitamente grande. Propuso también que los componentes de los “vectores” pudiesen ser números imaginarios o números complejos sin estar limitados a ser números reales, redefiniendo a la vez el concepto del producto interno de dos vectores para que dicho producto pudiese seguir siendo un número real con significado físico.

En el caso de la Mecánica Cuántica el principio rector es el Principio de Incertidumbre de Heisenberg. De nuevo este principio se postula como principio básico y a partir de allí se deduce como tiene que ser el espacio de estados físicos, que se convierte en un espacio de naturaleza completamente nueva como lo es un espacio de Hilbert.

Esto da lugar a fenómenos tan sorprendentes como el entrelazamiento cuántico o la estabilidad atómica.

Sí, el camino ha sido largo. En la serie de artículos Fundamentos de una teoría general de las ecuaciones integrales, Hilbert analizó las técnicas introducidas para estudiar estas ecuaciones por Poincaré y Fredholm a finales del XIX, mejorando sus resultados. En el cuarto artículo de esta serie, publicado en 1906, Hilbert prueba que las ecuaciones integrales pueden resolverse como un sistema de infinitas ecuaciones lineales con infinitas incógnitas.

Todos los objetos situados en el mismo campo gravitatorio caen con la misma aceleración si y sólo si la proporción entre masa gravitacional e inercial es igual a una constante. Por eso precisamente decimos que, en Relatividad General, el principio rector  es el principio de equivalencia entre masa inercial y masa gravitatoria.

En la Teoría de Cuerdas la situación es completamente distinta. Se desconoce cual pueda ser el principio rector, si en realidad existe algún principio rector en esta teoría, y es, precisamente este desconocimiento el qure genera en nosotros perplejidad cuando se nos pide una respuesta sencilla a: ¿Qué es la Teoría de Cuerdas?

Recordemos que el nacimiento de la teoría fue, esencialmente modesto. Aquel momento en el que proliferaban los experimentos de resonancias en interacciones fuertes con espines altos resultaba desconcertante, se observó que una manera de hacer consistente la mediación de la interacción con partícuals de espín alto consistía en imponer a las amplitudes de colisión una simetría particular que se denominó dualidad. Desde entonces las cosas han cambiado de manera exponencial y se habla de otra manera y de otras cosas. Veámos que nos dice, por ejemplo, uno de los padres de la teoría de cuerdas:

 

 

“Me gusta esta figura porque muestra muy claramente lo que conocemos en física de partículas, lo que esperamos explorar en las próximas décadas, y lo que creemos conocer, aunque nunca llegaremos a explorar de forma directa. La partícula con más masa conocida tiene menos de 200 GeV y todavía se sigue explorando entre 10 a 200 GeV en busca de nuevas partículas. Basta recordar que se acaba de descubrir una partícula con 125 GeV de masa, el bosón de Higgs, y que muchos físicos creen que la partícula responsable de la materia oscura tiene una masa en este rango. El LHC y sus sucesores en las próximas décadas explorarán las energías entre 100 y 5000 GeV (difícilmente podrán llegar más lejos). Sin embargo, hay un desierto hasta energías de 10 000 000 000 GeV (la escala de Planck) que no hemos explorado, que no podremos explorar en el siglo XXI y del que no conocemos absolutamente nada, aunque imaginamos muchas cosas.”

Como facilmente podemos deducir de lo que arriba se dice, estamos muy lejos aún de llegar a un autoconsistente final en la teoría de cuerdas que, posiblemente necesite disponer de la energía de Planck (10¹⁹ GeV), para verificarla de manera que no dejara ningún lugar a dudas. Hemos podido verificar la Teoría Cuántica y tambien, las dos versiones de la Teoría de la Relatividad. Sin embargo… Las cuerdas están lejos de ser una teoría que podamos aceptar y, sólo esperanzas podemos volcar en ella, con la idea de que, en un futuro más o menos lejano, nos pudiera dar aquellas respuestas que, de momento, no encontramos.

No podemos negar que algunos resultados en esta teoría han sido sobresalientes: Las resonancias, que habían actuado como motivación, se acomodaban como modos de vibración de las cuerdas y la democracia nuclear adquiría un status más sólido al reflejar una manera de unificar partículas, con espines arbitrariamente altos, como distintos modos de vibración de un mismo objeto fundamental. Aunque estos avances fueron destacados, la teoría empezó pronto a hacer aguas. En primer lugar, las cuerdas eran tan solo una manera de modelar la física subyacente a las amplitudes duales, pero por otra parte esta estructura de objetos extendidos fundamentales producía una serie de consecuencia que no iban a encajar con los futuros resultados experimentales en interacciones fuertes.

Las amplitudes duales, aunque implementaban la idea de democracia nuclear, daban ineludiblemente lugar a un comportamiento de las amplitudes a altas energías mucho más suave del que se observaba en la realidad. Por otro lado los avances formales habían mostrado que la consistencia de la teoría exigía un espacio tiempo de dimensión 26 y que el espectro contenía al menos un taquión (una partícula con masa imaginaria). Estos defectos fueron pronto, parcialmente subsanados, dando lugar a conceptos que han ocupado un papel crucial en la Física de los últimos lustros; estoy hablando de la supersimetría y al renacimiento de las ideas de Kaluza  y Klein sobre espacio-tiempo con más de cuatro dimensiones.

Seguiremos hablando de la Teoría de Cuerdas y llegaremos hasta la actual posición que ocupa ésta compleja idea que algunos físicos han venido desarrollando en los últimos cuarenta años y que, nadie sabe en qué pueda desembocar. Muchas han sido las teorías que han sido desarrolladas y, siempre, nos dieron respuestas a cuestiones que, en un principio, ni podíamos imaginar.

¿Os acordáis de la Teoría del Caos?

                                                             El efecto mariposa, un atractor extraño

El orden lleva asociado un grado importante de predicción, al caos le sucede lo contrario. Los sistemas lineales, representan el orden, son predecibles y cómodos de manejar, de ahí nuestra tendencia a generalizarlos. Ante un sinfín de situaciones generalizamos, proyectamos los datos del presente para tratar de averiguar un comportamiento futuro y casi siempre nos va bien. Pero existen sistemas que se resisten: pequeñas variaciones, incertidumbres, en los datos iniciales desembocan en situaciones finales totalmente descontroladas e impredecibles. Son los llamados sistemas caóticos.

Pues, de la misma manera, estamos tratando de desarrollar una teoría que, de alguna manera, nos pueda responder a cuestiones que son presentidas e intuidas pero que, hasta el momento, nadie ha podido explicar y, es precisamente con la Teoría de Cuerdas con lo que se quiere buscar esas respuestas profundamente escondidas en las entrañas de la naturaleza: ¡La Teoría de Cuerdas! Que podría ser una quimera o una gran solución.

emilio silvera

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¿De qué está hecho el Universo?

¿Qué lo mantiene Unido?

¿Qué es, en realidad la materia?

Muchos han sido los medios que lanzando las campanas al vuelo, se atrevieron decir: “¡Por fín, se encontró la “partícula de Dios!” Cuando lo cierto es que, simplemente se publicó (31/07/2012), en los experimentos ATLAS y CMS del LHC se ha descubieto una partícula, nunca antes vista. Un Bosón con una masa cercana a los 126 GeV.

El descubrimiento se enmarca dentro de la búsqueda del Bosón de Higgs del Modelo estándar de las interacciones fundamentales, si bien no es posible afirmar aún si dicha partícula predice las propiedades predicha por la teoría, y, siendo así (que lo es), no podemos afirmar que sea, el buscado Bosón de Higgs esa partícula observada.

Nos dicen que existen lugares que llaman los Océanos de Higgs, y, por ellos, circula libremente el dichoso Bosón que, también según nos dicen, proporciona la masa al resto de las partículas.

El modelo estándar de la física de partículas es una teoría que describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas y las partículas elementales que componen toda la materia. Es una teoría cuántica de campos desarrollada entre 1970 y 1973 que es consistente con la mecánica cuántica y la relatividad especial. Hasta la fecha, casi todas las pruebas experimentales de las tres fuerzas descritas por el modelo estándar están de acuerdo con sus predicciones. Sin embargo, el modelo estándar no alcanza a ser una teoría completa de las interacciones fundamentales debido a que no incluye la gravedad, la cuarta interacción fundamental conocida, y debido también al número elevado de parámetros numéricos (tales como masas y constantes que se juntan) que se deben poner a mano en la teoría (en vez de derivarse a partir de primeros principios).

Todo ese galimatias de más abajo, es, el Modelo estándar y aún más: Veréis…

¿Impresionada? No era mi intención asustarte, solo te he puesto la fórmula para que te fijes en un detalle y comprendas por qué se empeñan los científicos en buscar el bosón de Higgs. Vuelve a mirar la ecuación y fíjate en las “H“. Ese valor representado en la fórmula es elbosón de Higgs y, aunque no lo hemos encontrado, es fundamental para que el Universo se comporte como se comporta, ya que cada vez que ponemos en marcha la ecuación, nuestras predicciones funcionan. (fuente fórmula blog inti-illimani).

Se cree que el Higgs guarda , por tanto, una relación íntima con el concepto de unificación de fuerzas y con el origen de la masa. Se trataría además de la primera partícula escalar con caracter fundamental, esto es, que no necesita estar compuesta por entidades más pequeñas. No es por tanto sorprendente que el descubrimiento reciente en el LHC  de un nuevo Bosón con una masa de unos 126 GeV, con unas propiedades compatibles con el Bosón de Higgs, tanga de fiesta a toda la comunicad cientñifica del CERN que, de ser cierto el hallazgo, verían de cerca el Nobel que les otorgarían.

Claro que nadie sabe como sería el Bosón de Higgs, qué condiciones físicas debe tener y que masa, las predicciones teóricas no lo dicen en el modelo m_H Es natural pensar que sea del mismo orden que la escala caracterísitica de la interacción electrodébil. m_H ≈ 100 GeV – 1 TeV, y de hecho, la mayor parte de las predicciones conducen de una forma u otra a este intervalo de masas. La masa debe ser por tanto determinada experimentalmente. Una vez conocida esta, las propiedades de producción y desintegración del Bosón de Higgs están realmente determinadas por la teoría.

Ya veremos si realmente, la experimentación corrobora lo que predice la teoría y, podemos verificar los mecanismos mediante los cuáles, el Bosón de Higgs, puede “dar” masa a las partículas. Claro que, siempre en un escenario cercano al Modelo Estándar, eunbosón de higgs de 126 GeV posee una anchura de desintegración de unos pocos megas electrón voltios. Incluso para los aceleradores de mayor energía, esta anchura es aún suficientemente grande como para que la longitud media de desintegración del Bosón de Higgs sea inferior a una milésima de micra, demasiado pequeña para ser visible en un detector.

El choce de los haces de hadrones, produce una miríada de infinitesimales objetos producto de los protones rotos y que, de entre tanta “basura”, tendremos que localizar la probable partícula llamada Bosón de Higgs, lo cual, no resultará nada fácil.

El Bosón de Higgs debe aparecer por tanto como una partícula que se desintegra inmediatamente en el punto en el que los haces colisionan, además, la medida de su masa no estará condicionada por su anchura de desintegración, sino por la resolcuión energética del detector, que, en general, es al menos del orden de 1 GeV.

El Higgs se produce predominantemente en el LHC a través de un proceso de fusión de gluones: gg→ H. En cuanto se refiere a modos de desintegración, una masa de unos 126 GeV es especialmente interesante porque permite el acceso a varios canales diferentes.

Si bien la desintegración dominante para esta masa es en un par de Quarks b, el fondo enorme de otros procesos con este mismo estado final impide una búsqueda directa a partir del proceso gg→ H. Afortunadamnete existen varios canales alternativos con fracciones de desintegración aceptables, como pares de Bosones W o Z. Por último, el canal de desintegración en dos fotones, H → γγ, a pesar de su baja frecuencia, es extremadamente limpio desde el punto de vista experimental.

En todos los canales citados anteriormente, únicamente H → γγ y H → ZZ, y este último en un estado final con electrones o muones, permiten una medida precisa de m_H al nivel de 1 GeV, y por tanto observar al Bosón de Higgs como exceso en el espectro de masas. Las colaboraciones ATLAS y CMS han medido  m_H = 120.0 ± o,4 GeV y m_H = 125.3 ± 0,4 (stat.) ±  0,5 (syst.) GeV , respectivamente.

Está claro que la búsqueda del Bosón de Higgs no está nada clara y que, son muchos los parámetros que nos pueden llevar a tomar, alguna partícula parecida por ese extraño Bosón que se dedica a dar masa a las demás partículas, y, debemos comprobar, si aparece por fin, de qué mecanismo se vale para tal “milagro”, o, mejor maravilla.

Publica: emilio silvera

 Se agradece la aportación realizada por los físicos Juan Alcaráz, Javier Cuevas, Carmen García y Mario Martinez que, con su trabajo publicado en el volumen 26, número 4, de 2012, han ayudado a entender, algo mejor, el complejo tema del Bosón de Higgs.

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