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¡Son tántas las cosas que no sabemos!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Sin categoría    ~    Comentarios Comments (5)

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NeutrinosNeutrino - Wikipedia, la enciclopedia libre

NeutrinosLa suma de la masa de los neutrinos según los últimos datos cosmológicos -  La Ciencia de la Mula FrancisLa masa del neutrino: una crisis y el futuro | Conexión causalEl misterio de la masa de los neutrinos: ¿tiene la teoría de cuerdas la  clave?

Esas partículas fantasmales que llamamos neutrinos y que velozmente marchan por el Espacio atravesándolo todo en ausencia de su masa misteriosa que, a veces, a engañado a los físicos haciéndoles creer que eran taquiones.

bosón Z | Cuentos Cuánticoslos neutrinos y el modelo estándar - Ciencia y educación en Taringa!

En el modelo estándar se consideraba inicialmente al neutrino como a una partícula sin masa. De hecho, en muchos sentidos se la puede considerar de masa nula pues ésta es, por lo menos diez mil veces menor que la del electrón. Esto implica que los neutrinos viajan a velocidades muy cercanas a la de la luz.

El misterios de los neutrinosNobel de Física para investigadores de los neutrinos | TECNOLOGIA | EL  COMERCIO PERÚ

      El estudio de los neutrinos le dieron el Nobel

Son muchas las cosas que no sabemos. Por ejemplo, no sabemos si los neutrinos tienen alguna masa en reposo. Tenemos que saber cómo la violación de la simetría CP (el proceso que originó la materia) aparece, y, lo que es más importante, hemos de introducir un nuevo fenómeno, al que llamamos campo de Higgs, para preservar la coherencia matemática del modelo estándar.  La idea de Higgs, y su partícula asociada, el bosón de Higgs, cuenta en todos los problemas que he mencionado antes.  Parece, con tantos parámetros imprecisos (19) que, el modelo estándar se mueve bajo nuestros pies.

Qué es la supergravedad, la teoría por la que tres científicos recibieron  el "Oscar de la ciencia" - BBC News MundoReconocimiento a los padres de la supergravedad | En perspectiva | SciLogs  | Investigación y Ciencia

“El estadounidense Daniel Z. Freedman (MIT y Stanford), el holandés Peter van Nieuwenhuizen (Stony Brook) y el italiano Sergio Ferrara (CERN) han sido recientemente galardonados con el premio especial Breakthrough en física fundamental. Son los padres de la “Súper-Gravedad”.

Entre los teóricos, el casamiento de la relatividad general y la teoría cuántica es el problema central de la física moderna. A los esfuerzos teóricos que se realizan con ese propósito se les llama “super-gravedad”, “súper-simetría”, “supercuerdas” “teoría M” o, en último caso, “teoría de todo o gran teoría unificada”.

Gravedad Cuántica de Lazos, la prima fea de la gravedad cuántica. - NaukasGravedad cuántica, pesando lo muy pequeño (Tercera parte) - Naukas

Ahí tenemos unas matemáticas exóticas que ponen de punta hasta los pelos de las cejas de algunos de los mejores matemáticos del mundo (¿y Perelman? ¿Por qué nos se ha implicado?).  Hablan de 10, 11 y 26 dimensiones, siempre, todas ellas espaciales menos una que es la temporal.  Vivimos en cuatro: tres de espacio (este-oeste, norte-sur y arriba-abajo) y una temporal. No podemos, ni sabemos o no es posible instruir, en nuestro cerebro (también tridimensional), ver más dimensiones. Pero llegaron Kaluza y Klein y compactaron, en la longitud de Planck las dimensiones que no podíamos ver. ¡Problema solucionado!

¿Quién puede ir a la longitud de Planck para verla?

Leonard Susskind y el Paisaje Cósmico Stanford University - Silicon Valley  Lifestyle

“Como profesor de física, odio contar a los estudiantes algo importante y luego decirles que no puedo explicarlo. Que es demasiado avanzado. O que es demasiado técnico. Paso mucho tiempo imaginando la forma de explicar cosas difíciles en términos elementales. Una de mis mayores frustraciones es que nunca he conseguido encontrar una explicación elemental de por qué la teoría de cuerdas es acertada solo si el número de dimensiones es de diez. Ni lo ha conseguido nadie.”

Leonard Susskind

La puerta de las dimensiones más altas quedó abierta y, a los teóricos, se les regaló una herramienta maravillosa.  En el Hiperespacio, todo es posible.  Hasta el matrimonio de la relatividad general y la mecánica cuántica, allí si es posible encontrar esa soñada teoría de la Gravedad cuántica.

Cuál es la ecuación matemática más hermosa del mundo? - BBC News MundoCuál es la ecuación matemática más hermosa del mundo? - BBC News Mundo

La ecuación que Stephen Hawking quería en su tumba - 15/03/2018 - EL PAÍS  UruguayProponen nuevo enfoque de Ecuación de Euler | Boletín BoCESCuestionando fundamentos, los 100 años de la Relatividad General de Einstein

NO, ninguna de estas ecuaciones (aunque todas son muy importantes), describen esa que buscan sin cesar y que llaman la de la Teoría del Todo, que lo podrá explicar todo… Einstein se pasó los últimos 30 años de su vida buscándola, recuerdo haber visto a la gente amontonada delante de un escaparate de la Quinta Avenida de Nueva York, y, al preguntar, me dijeron que allí exponían las últimas ecuaciones de Einstein de esa Teoría.

Así que, los teóricos, se han embarcado a la búsqueda de un objetivo audaz: buscan una teoría que describa la simplicidad primigenia que reinaba en el intento calor del universo en sus primeros tiempos, una teoría carente de parámetros, donde estén presentes todas las respuestas.  Todo debe ser contestado a partir de una ecuación básica.

¿Dónde radica el problema?

UN PORTAL HACIA OTRO MUNDO (“El Gran Colisionador de Hadriones o Acelerador  de Particulas”) | by Josue Oceguera | MediumLHC, a las tres de la madrugada | El Cedazo

El Gran colisionador de Hadrones es como un portal para otro “mundo”. Sin embargo, no tiene la energía necesaria para llegar hasta la Teoría de Cuerdas que requeriría la energía de Planck, es decir, 1019 GeV, una energía que sólo está presente en los grandes eventos del Cosmos.

El problema está en que la única teoría candidata no tiene conexión directa con el mundo de la observación, o no lo tiene todavía si queremos expresarnos con propiedad. La energía necesaria para ello, no la tiene ni el nuevo acelerador de partículas LHC.

Archivo:Interacciones del modelo estándar de la física de particulas.png -  Wikipedia, la enciclopedia libre

La verdad es que, la teoría que ahora tenemos, el Modelo Estándar, concuerda de manera exacta con todos los datos a bajas energías y contesta cosas sin sentido a altas energías.

¡Necesitamos algo más avanzado!

MUY INTERESANTE SPAIN: EL BOSÓN DE HIGGS Y LA PARTÍCULA DE DIOS | Bosón de  higgs, Libros de fisica cuantica, Particula de diosEl Bosón de Higgs o Partícula de Higgs - (Explicación Breve). - YouTube

Se ha dicho que la función de la partícula de Higgs es la de dar masa a las otras partículas y cuando su autor lanzó la idea al mundo, resultó además de nueva muy extraña.  El secreto de todo radica en conseguir la simplicidad: el átomo resultó ser complejo lleno de esas infinitesimales partículas electromagnéticas que bautizamos con el nombre de electrones, resultó que tenía un núcleo que contenía, a pesar de ser tan pequeño, casi toda la masa del átomo.  El núcleo, tan pequeño, estaba compuesto de otros objetos más pequeños aún, los quarks que estaban instalados en nubes de otras partículas llamadas gluones y, ahora, queremos continuar profundizando, sospechamos, que después de los quarks puede haber algo más.

III) La partícula de Dios - ConecEl colapso del núcleo de las estrellas : Blog de Emilio Silvera V.

Bueno, la idea nueva que surgió es que el Espacio entero contiene un campo, el campo de Higgs, que impregna el vacío y es el mismo en todas partes. Es decir, que si miramos a las estrellas en una noche clara estamos mirando el campo de Higgs.  Las partículas influidas por este campo, toman masa.  Esto no es por sí mismo destacable, pues las partículas pueden tomar energía de los campos (gauge) de los que hemos comentado, del campo gravitatorio o del electromagnético.  Si llevamos un bloque de plomo a lo alto de la Torre Eiffel, el bloque adquiriría energía potencial a causa de la alteración de su posición en el campo gravitatorio de la Tierra.

13 RelatividadMÁS CIENCIA, POR FAVOR!!: La falsedad de la "masa relativista"

                           Por eso hablamos a veces de la relatividad de la masa

Como E=mc2, ese aumento de la energía potencial equivale a un aumento de la masa, en este caso la masa del Sistema Tierra-bloque de plomo.  Aquí hemos de añadirle amablemente un poco de complejidad a la venerable ecuación de Einstein.  La masa, m, tiene en realidad dos partes.  Una es la masa en reposo, m0, la que se mide en el laboratorio cuando la partícula está en reposo.  La partícula adquiere la otra parte de la masa en virtud de su movimiento (como los protones en el acelerador de partículas, o los muones, que aumentan varias veces su masa cuando son lanzados a velocidades cercanas a c) o en virtud de su energía potencial de campo. Vemos una dinámica similar en los núcleos atómicos.  Por ejemplo, si separamos el protón y el neutrón que componen un núcleo de deuterio, la suma de las masas aumenta.

     La fórmula de Kitazawua predice 12o,611 GeV/c2 para la masa en reposo del bosón de Higgs

Pero la energía potencial tomada del campo de Higgs difiere en varios aspectos de la acción de los campos familiares. La masa tomada de Higgs es en realidad masa en reposo. De hecho, en la que quizá sea la versión más apasionante de la teoría del campo de Higgs, éste genera toda la masa en reposo.  Otra diferencia es que la cantidad de masa que se traga del campo es distinta para las distintas partículas.

Por encima de este punto –antes de alrededor de un minuto y cuarenta segundos desde el comienzo del tiempo- no hay núcleos atómicos estables.  El nivel de energía en el ambiente es mayor que la energía de unión nuclear.

Por consiguiente, todos los núcleos que se forman, se destruyen de nuevo rápidamente.

Velocidad de deformación GIF - Descargar & Compartir en PHONEKY

Fotones que se mueven a la velocidad de c por todo el Espacio Interestelar

Alrededor de un segundo desde el comienzo del tiempo, llegamos a la época de desacoplamiento de los neutrinos.  Aunque en esa época el Universo es más denso que las orcas (y tan caliente como la explosión de una bomba de hidrógeno), ya ha empezado a parecer vacío a los neutrinos.  Puesto que los neutrinos sólo reaccionan a la fuerza débil, que tiene un alcance extremadamente corto, ahora pueden escapar de sus garras y volar indefinidamente sin experimentar ninguna otra interacción.

Partículas | Sincronicidad, Arte de la ilusión óptica, Texturas photoshop

Así, emancipados, en lo sucesivo son libres de vagar por el Universo a su manera indiferente, volando a través de la mayor parte  de la materia como sino existiese. (Diez trillones de neutrinos atravesarán sin causar daños el cerebro y el cuerpo del lector en el tiempo que le lleve leer esta frase.  Y en el tiempo en que usted haya leído esta frase estarán más lejos que la Luna).

De esa manera, oleadas de neutrinos liberados en un segundo después del Big Bang persiste aún después, formando una radiación cósmica de hondo de neutrinos semejante a la radiación de fondo de microondas producida por el desacoplamiento de los fotones.

Neutrinos, los mensajeros cósmicos que atraviesan nuestros cuerpos y los  científicos buscan en la Antártica y en las profundidades del mar - BBC  News Mundo

Neutrinos los viajeros cósmicos que atraviesan nuestros cuerpos

Si estos neutrinos “cósmicos” (como se los llama para diferenciarlos de los neutrinos liberados más tarde por las supernovas) pudiesen ser observador por un telescopio de neutrinos de alguna clase, proporcionarían una visión directa del Universo cuando sólo tenía un segundo.

A medida que retrocedemos en el tiempo, el Universo se vuelve más denso y más caliente, y el nivel de  estructura que puede existir se hace cada vez más rudimentario.

Por supuesto, en ese tiempo, no hay moléculas, ni átomos, ni núcleos atómicos, y, a 10-6 (0.000001) de segundo después del comienzo del tiempo, tampoco hay neutrones ni protones.  El Universo es un océano de quarks libres y otras partículas elementales.

Si nos tomamos el trabajo de contarlos, hallaremos que por cada mil millones de anti-

LEGO® Antiquarks and Mesons – Dr Ben StillWhat is quark colour confinement? - Quora

quarks existen mil millones y un quark.  Esta asimetría es importante.  Los pocos quarks en exceso destinados a sobrevivir a la aniquilación general quark-antiquark formaran todos los átomos de materia del Universo del último día.  Se desconoce el origen de la desigualdad; presumiblemente obedezca a la ruptura de una simetría materia antimateria en alguna etapa anterior.

Nos aproximamos a un tiempo en que las estructuras básicas de las leyes naturales, y no sólo las de las partículas y campos cuya conducta dictaban, cambiaron a medida que evolucionó el Universo.

Viaje a la escala electrodébil | Investigación y Ciencia | Investigación y  CienciaLa era electrodébil

La primera transición semejante se produjo en los 10-11 de segundo después del comienzo del tiempo, cuando las funciones de las fuerzas débiles y electromagnéticas se regían por una sola fuerza, la electrodébil.  Ahora hay bastante energía ambiente para permitir la creación y el mantenimiento de gran número de bosones w y z.

Estas partículas – las mismas cuya aparición en el acelerador del CERN verificó la teoría electrodébil – son las mediadoras intercambiables en las interacciones de fuerzas electromagnéticas y débiles, lo que las hace indistinguibles.  En ese tiempo, el Universo está gobernando sólo por tres fuerzas: la gravedad, la interacción nuclear fuerte y la electrodébil.

Origen y evolución del UniversoOrigen y evolución del Universo

    En aquel tiempo no había estrellas ni galaxias que se formarían mucho millones más tarde

Más atrás de ese tiempo nos quedamos en el misterio y envueltos en una gran nebulosa de ignorancia.  Cada uno se despacha a su gusto para lanzar conjeturas y teorizar sobre lo que pudo haber sido.   Seguramente, en el futuro, será la teoría M (de supercuerdas) la que contestará esas preguntas sin respuestas ahora.

En los 10-35 de segundo desde el comienzo del tiempo, entramos en un ámbito en el que las condiciones cósmicas son aún menos conocidas.  Si las grandes teorías unificadas son correctas, se produjo una ruptura de la simetría por la que la fuerza electronuclear unificada se escindió en las fuerzas electrodébil y las fuertes.  Si es correcta la teoría de la supersimetría, la transición puede haberse producido antes, había involucrado a la gravitación.

Breve historia del Universo : Blog de Emilio Silvera V.

Dicen que al principio solo había una sola fuerza (la Gravedad) y, de ella surgieron los otras tres para hacer el Universo que ahora conocemos. Más tarde llegaron las constantes universales que conformaron el escenario del Cosmos que habitamos.

Elaborar una teoría totalmente unificada es tratar de comprender lo que ocurrió en ese tiempo remoto que, según los últimos estudios está situado entre 15.000 y 18.000 millones de años, cuando la perfecta simetría que, se pensaba, caracterizó el Universo, se hizo añicos para dar lugar a los simetrías rotas que hallamos a nuestro alrededor y que, nos trajo las fuerzas y constantes Universales que, paradójicamente, hicieron posible nuestra aparición para que ahora, sea posible que, alguien como yo esté contando lo que pasó.

La Gran Teoría Unificada de la Inteligencia Artificial | GTD Blog

Ese es el sueño, tenerlo todo incluido en una potente Teoría unificada que lo responsa todo

Pero hasta que no tengamos tal teoría no podemos esperar comprender lo que realmente ocurrió en ese Universo bebé.  Los límites de nuestras conjeturas actuales cuando la edad del Universo sólo es de 10-43 de segundo, nos da la única respuesta de encontrarnos ante una puerta cerrada.

Del otro lado de esa puerta está la época de Planck, un tiempo en que la atracción gravitatoria ejercida por cada partícula era comparable en intensidad a la fuerza nuclear fuerte.

Así que, llegados a este punto podemos decir que la clave teórica que podría abrir esa puerta sería una teoría unificada que incluyese la gravitación.

emilio silvera


  1. Entradas del I Carnaval de Física « Ciencia Al Dia, el 30 de noviembre del 2009 a las 18:00

    […] ¡Son tantas cosas las que no sabemos! desde el blog de Emilio Silvera Vazquez (que ha escrito 11 posts para el Carnaval) […]

  2. Primera Edición del Carnaval de la Física » rtfm.es, el 30 de noviembre del 2009 a las 18:52

    […] ¡Son tantas cosas las que no sabemos! desde el blog de Emilio Silvera Vazquez (que ha escrito 11 posts para el Carnaval) […]

 

  1. 1
    emilio silvera
    el 30 de noviembre del 2009 a las 18:56

    En realidad, amigos, han sido algunos más pero, mi Administrador creyó que eran excesivos en número y quitó algunos para ponerlos en días venideros.

    A mí, todo me parecía poco para colaborar con el magnifico evento.

    Responder
  2. 2
    Ramon Marquès
    el 30 de noviembre del 2009 a las 23:26

    Hola amigo Emilio:
    ¡Son tantas cosas que no sabemos!. Por ejemplo, ¿de dónde sacan la energía la partículas?. Yo concibo un espacio vibratorio en expansión que empieza por el pricipio, dando energía a las partículas, y acaba acelerando a las galaxias.
    Amigo Emilio eres incansable y una fuente de curiosidad y de saber, no te podemos dar abasto aunque nos gustaría leerlo todo. Un abrazo. Ramon Marquès

    Responder
  3. 3
    emilio silvera
    el 2 de diciembre del 2009 a las 8:43

    Amigo Ramón, ya sabes que esto es una pasión y la curiosidad nos lleva a querer indagar en los secretos de la Naturaleza, nunca estaremos satisfechos y siempre habrá algún enigma por resolver. ¡Menos mal!

    Ya debes saber que el LHC en su nuevo comienzo de actividades está realizando las primeras pruebas en serio para lo que vendrá a principios del próximo año. Hace un par de días, ha logrado batir el record de energía hamás logrado por un acelerador de partículas y llegó a 1,18 TeV, el Fermilab se quedó en algo menos de 1 TeV.

    De todas las maneras, cuando comiencen en serio los experimentos, serán 7 TeV los que se alcanzarán, 3,5 por cada has de protones. Es emocionante la espera que va agrandando la curiosidad por saber qué es lo que saldrá de allí. ¿Llegará la energía a profundizar en esos océanos de Higgs? ¿Aparecerá el dichoso Bosón? ¿Qué más encontrarán? No sería extraño que aparecieran algunas partículas simétricas predichas por la teoría de supersimetría. En fin, esperemos impacientes para saber que es lo que pasa.

    Un abrazo.

    Responder

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