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Súper simetría

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (4)

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En cualquier sitio que miremos nos dirán que la supersimetría en la física de partículas es:  La supersimetría es una simetría hipotética propuesta que relacionaría las propiedades de los bosones y los fermiones. Aunque todavía no se ha verificado experimentalmente que la supersimetría sea una simetría de la naturaleza, es parte fundamental de muchos modelos teóricos, incluyendo la teoría de supercuerdas.  La supersimetría también es conocida por el acrónimo inglés SUSY.

La Supersimetría tiene unas matemáticas muy bellas y por esa razón los artículos sobre el tema están llenos de ellas. Como ha sucedido antes, por ejemplo, cuando se propuso la teo´ria de Yang – Mills, tenemos un esquema matemático brillante que aún no sabemos como encajar en el conjunto de las leyes naturales. No tiene ningún sentido, todavía, pero esperamos que lo tenga en un tiempo futuro.

Hay otro escenario mucho más atractivo para nuestra imaginación. Hemos podido ver que los átomos están formados  por pequeños constituyentes, los fotones, neutrones y electrones. Luego descubrimos que esos constituyentes, a su vez, tienen una subestructura: están formados de quarks y gluones. ¿Por qué, como probablemente hayas  pensado tú antes, el proceso no continúa así? Quizñá esos Quarks y Gluones, e igualmente los electrones y todas las demás partículas aún llamadas “elementales” en el Modelo Estándar, estén también construidas de unos granos de materia aún menores y, finalmente, toda esa materia, si seguimos profundizando, nos daría la sorpresa de que toda ella es pura luz, es decir, la esencia de la materia.

Yo he tenido esa idea muy frecuentemente, nadie me quita de la cabeza que la materia, en lo más profundo de su “ser”, es la luz congelada en trozos de materia que, cuando llegan los sucesos, las transiciones de fase, se deja ver y sale a la “luz” del mundo para que la podamos contemplar.

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Simetría es nuestra presencia aquí como observadores, la concha de un caracol, una galaxia, una flor

 Todos sabemos de las grandes estructuras (inertes o vivas) que, en su inmensidad, transportan dentro de ellas o en la misma superficie, otras estructuras más pequeñas que, no por ello, dejan de ser también complejas. Grandes pulgas transportan pequeñas pulgas en su piel y, al igual que nosotros, llevan en ellas mismas a otros animáculos más pequeños, o, infinitesimales que, también, como nosotros, animales más grandes, tienen una misión encomendada sin la cual, seguramente nosotros, ni podríamos ser. Así que, tenemos que prestar mucha atención a lo que creemos “ínfimo” y que, en la mayoría de las veces, resulta ser más importante de lo que podemos llegar a imaginar.

Si miramos a los Quarks de un protón, por ejemplo, la mecánica cuántica (esa teoría maravillosa que controla todo el micromundo con increíble precisión), exige que el producto de la masa por la velocidad, el llamado “momento”, debe ser inversamente proporcional al tamaño de la “caja” en la cual ponemos nuestro sistema. El protón puede ser considerado como una de tales cajas y es tan pequeño que los quarks en su interior tendrían que moverse con una velocidad cercana a la de la luz. Debido a esto, la masa efectiva de los quarks máss pequeños, u y d, es aproximadamente de 300 MeV, que es mucho mayor que el valor que vemos en las Tablas de Partículas; eso también expñlica porque la masa del Protón es de 900 MeV, mucho mayor que la suma de las masas en reposo de los quarks /y Gluones).

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 Sí, dentro de los protones y neutrones, seguramente pueda haber mucho más de lo que ahora podemos vislumbrar. Nuestros aceleradores de partículas han podido llegar hasta ciertos límites que nos hablan de Quarks y ahora se buscan partículas supersimétricas o bosones traficantes de masa (como diría Ton Wood), y, nosotros, no sabemos si esos objetos existen o si podremos llegar a encontrarlos pero, por intentarlo… No dudamos en gastar ingentes cantidades y en utilizar cuantos recursos humanos sean precisos. El conocimiento de la Naturaleza es esencial para que, el futuro de la Física, sea la salvación de la Humanidad o, en su caso, de la raza que vendrá detrás de nosotros.

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Algunas Teorías, como todos conocemos, han intentado unificar teorías de color con las de supersimetría. Quizá los nuevos Aceleradores de  Hadrones  (LHC) y otros similares que estarán acabamos poco después de estas primeras décadas del siglo XXI, nos puedan dar alguna pista y desvelar algunos de los nuevos fenómenos asociados a los nuevos esquemas que se dibujan en las nuevas teorías.

Los astrofísicos están muy interesados en estas ideas que predicen una gran cantidad de nuevas partículas superpesadas y, también varios tipos de partículas  que interaccionan ultradébilmente. Estas podrían ser las “famosas” WIMPs que pueblan los huecos entre galaxias para cumplir los sueños de los que, al no saber explicar algunas cuestiones, acudieron a la “materia oscura” que, como sabeis, les proporcionó el marco perfecto para ocultar su inmensa ignorancia. “¡La masa perdida!” ¿Qué masa es esa? Y, sin embargo, los Astrofísicos, incansables, se aferran a ella y la siguen buscando…¡Ilusos!

             ¡El Universo! ¡Son tántas cosas! Desde nosotros los observadores, hasta la más ínfina partícula de materia

Yo, en mi inmensa ignorancia,  no puedo explicar lo que ahí pueda existir. Sin embargo, sospecho que, deberíamos ahondar algo más en esa fuerza que llamamos Gravedad y que, me da la sensación de que nos esconde secretos que aún no hemos sabido desvelar. Y, por otra parte, tengo la sospecha de que la Luz, es más de lo que podemos suponer.

Todo lo que nos rodea es materia, incluso lo que no vemos está formado por gases que también son materia y que forman parte de nuestra atmósfera. La materia está constituida por átomos y moléculas que determinan el tipo de compuesto que forman, así pueden formar parte de materia orgánica o inorgánica, o pueden ser parte de materia viva o inerte. La materia existe organizada en una gran diversidad de formas y a diferentes niveles,  la materia y la energía son dos cosas diferentes pero se encuentran unidas, la una no puede existir sin la otra.
La vida, al igual que otros acontecimientos que ocurren en el universo, posee una historia, es un producto de la evolución de la Tierra en su conjunto, la vida es el resultado de una serie de procesos, a través de dichos procesos la materia se fue organizando de acuerdo con las posibilidades que las condiciones ambientales y las características que los propios materiales participantes brindaban; así se originaron estructuras cada vez más complejas, como resultado de esta evolución gradual debieron aparecer las primeras células, presentándose de esta forma nuevas posibilidades de desarrollo en el  mundo biológico.
Sí, no sólo el Mundo, nuestro mundo. También el Universo entero es Biológico y en el, rigen esas fuerzas y constantes que conocemos y que no hemos llegado a comprender en todo su esplendor. Pero, conocemos lo suficiente para saber que, “no sabemos” pero que “debemos saber”.
Claro que, lo que nos dicen algunas teorías y que aún, no hemos sido capoaces de descubrir, no quiere decir que esas teorías anden por el mal camino, hay que perseverar y llegar hasta el final para estar seguros de que, lo que auguran es cierto o, por elcontrario, debemos desecharlo y tomar otros caminos.
Paul Dirac (¿Recordais?), se sintió muy incómodo cuando en 1931, a partir de su magistral ecuación para el electrón, vaticinó que debería existir una partícula contraria, es decir, una antipartícula del electrón que tendría carga eléctrica opuesta. Aquella partícula no había sido descubierta y no quería perturbar a la coimunidad científica con una proposición tan revolucionaria. “Quizá esta partícula cargada positivamente, tan extraña, sea simplemente el protón”, sugirió. Cuando poco después se identificó la auténtica antipartícula del electrón (el positrón) se sorprendió tanto que exclamó: “¡mi ecuación es más inteligente que su inventor!”.
¡Quién sabe lo que estará por descubrir!

emilio silvera

 

  1. 1
    emilio silvera
    el 17 de octubre del 2013 a las 9:50

    El artículo comienza con una imagen en la que se pretende explicar a tres de las cuatro fuerzas fundamentales, exactamente, las que están presentes en el Modelo estándar de la Física de partículas: Nucleares Fuerte y Débil y Electromagnetismo. La Gravedad campa sola por el Universo y no quiere tratos con sus hermans, es díscola e insociable, y, precisamente por eso, todavía, no ha sido posible hallar una teoría de la Gravedad Cuántica, es decir, celebrar el matrimonio de la Cuántica y la Gravedad.
    Siempre hemos tratado de comprender el por qué de las cosas, cómo funcionan, qué las hace ser de esa manera. Y, poco a poco, hemos podido ir arrancando algunos de esas secretos a la Naturaleza a base de observar y experimentar y mucho de imaginar y teorizar.
    Acordados, por ejemplo, que durante mucho tiempo se creyó que los protones y neutrones que conforman el núcleo de los átomos eran partículas “elementales”, pero experimentos en los aceleradores de partículas en los que colisionaban protones con otros protones o con electrones a velocidades cercanas a la de la luz indicaron que, en realidad, estaban formados por partículas aun más pequeñas. Estas partículas fueron llamadas quarks por el físico de Caltech, el norteamericano, Murray Gell–Mann, que ganó el Nobel en 1.969 por su trabajo sobre dichas partículas y el modelo del óctuple camino.
    Los quarks son mucho más pequeños que la longitud de onda de la luz visible y, por lo tanto, no paseen ningún color en el sentido normal de la palabra. Así, los colores que le asignan los físicos están referidos a cuestiones imaginativas para nombrar a las nuevas partículas a las que asignar colores entre el rojo, verde y azul.
    Ahora sabemos que un protón y un neutrón están constituidos por quarks, uno de cada color. Un protón contiene dos quarks up y un quark down; un neutrón contiene dos down y uno up. Se pueden crear partículas constituidas por los otros quarks (strange, charmed, bottom y top), pero todas ellas poseen una masa mucho mayor y decaen muy rápidamente en protones y neutrones.
    Actualmente sabemos que ni los átomos, ni los protones y neutrones, dentro de ellos, son indivisibles. La cuestión que se nos plantea es: ¿cuáles son las verdaderas partículas elementales, los ladrillos básicos con los que están hechas todas las cosas, desde una gota de rocío, a una rosa, pasando por nosotros mismos o una inmensa galaxia? Ahora, se va creyendo de manera firme en el hecho de que los Quarks, quizá tampoco sean partículas elementales.
    Pero eso sí, tengo muy clara una cuestión: Después de lo anteriormente explicado está claro que tenemos que dominar lo muy pequeño para poder dominar lo muy grande. O, dicho de otra manera, tendremos que comprender y saber sobre lo muy pequeño para saber y comprender lo muy grande, ya que, como tantas veces he dicho aquí, todo lo grande está hecho de partículas infinitesimales. Es decir, todo lo grande está hecho de cosas pequeñas. La representación del átomo en la imagen de abajo están formados por infinitesimales partículas del mundo cuántico. En el núcleo están los protones y neutrones que, a su vez, están hechos de Quarks y que, rodeados de electrones consiguen el equilibrio entre las cargas positivas de los protones y las negativas de los electrones.
    En fin amigo, aquí lo dejo porque de seguir con todo lo que me viene a la mente, escribiría otro artículo.
    Saqludos.

    Responder
  2. 2
    emilio silvera
    el 18 de octubre del 2013 a las 5:03

    Cuando hablamos de supersimetría lo estamos haciendo de la simetría que puede ser aplicada a las partículas elementales con el fin de transoformar un Bosón en un Fermión y viceversa. En las teorías supersimétricas más simples, cada bosón tiene un compañero fermiónico, los compañeros bosónicos de los fermiones tienen nombres formados añadiéndo “s” al principio del nombre del fermión, por ejemplo, selectrón, squark y sleptón.
    Los compañeros bosónicos de los fermiones tienen nombres formados reemplanzado el “on” del final del nombre del bosón por “ino”, por ejemplo, gluino, fotino, wino y zino.
    Los infinitos que causan problemas en las teorías cuánticas de campos relativistas (que los físicos arreglan con el truco de la renormalización) son menos severos en las teorías supersimétricas porque las contribuciones a los infinitos de los bosones y los fermiones se pueden cancelar unos a otros.
    Si la Supersimetría es realmente una simetría de la Naturaleza, debe ser una “simetría rota”, aunque por el momento no hay evidencias concluyentes que muestren a que energía debe romperse. No hay, de hecho, ninguna evidencia experimental para la teoría que, incluso en el LHC se ha intentado demostrar sin conseguirlo, aunque se piensa que puede ser un ingrediente esencial en una teoría unificada de las interacciones.
    Esta no debe ser necesariamente (la teoría supersimétrica) una teoría de campo unificado, la idea de cuerdas con supertsimetría es hasta el momento la mejor teoría para unificar las cuatro fuerzas fundamentales que, han sido muy bien explicadas en la última Teoría de cuerdas, la Teoría M de Ed Witten.
    En la Física la teoría es muy importante y a través de ella, se manejan conceptos y se exponen escenarios que, más tarde, vienen los físicos experimentadores a comprobar y, si los experimentos coinciden con la teoría… ¡Todos contentos! y, con el tiempo, si dicha teoría continúa firme e inamovible, se convierte en Ley.
     

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  3. 3
    Jaime. Llorente
    el 18 de octubre del 2013 a las 8:09

    Hola,

    comparto la intuición de que la luz pueda ser el fenómeno que se esconde detrás de la búsqueda del origen de las partículas elementales.

    Cada día me alegro más de haber encontrado este blog.

    Un saludo 

    Responder
  4. 4
    emilio silvera
    el 18 de octubre del 2013 a las 8:19

    ¡Hola, Jaime!

    Amiego Jaime, si miras el trabajo de hoy que está referido a las constantes univrsales, podrás constatar que la luz, es uno de los misterios por descubrir del Universo, creo que, incluso nosotros somos luz que, conformada en la materia que nos constituye, subyace ahí, dentro del cuerpo y hace posible la mente, esa parte de nosotros que no es material y que es la responsable de general las ideas, la imaginación, los sentimientos.

    ¡La Luz!

    Ya me gustaría a mí conocer todos los secretos que encierra y, seguramente entonces, sabría cómo es, en realidad el Universo que nos acoge y también nosotros que formamos parte de él.

    Un saludo cordial.

    Responder

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