{"id":3616,"date":"2010-02-22T09:11:03","date_gmt":"2010-02-22T08:11:03","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=3616"},"modified":"2010-02-22T10:37:31","modified_gmt":"2010-02-22T09:37:31","slug":"%c2%bfnos-traera-el-lhc-un-nuevo-modelo-de-la-fisica","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2010\/02\/22\/%c2%bfnos-traera-el-lhc-un-nuevo-modelo-de-la-fisica\/","title":{"rendered":"\u00bfNos traer\u00e1 el LHC un nuevo Modelo de la F\u00edsica?"},"content":{"rendered":"

La fealdad del Modelo Est\u00e1ndar puede contrastarse con la simplicidad de las ecuaciones de Einstein<\/a>, en las que todo se deduc\u00eda de primeros principios. Para comprender el contraste est\u00e9tico entre el Modelo Est\u00e1ndar y la teor\u00eda de la Relatividad General de Einstein<\/a> debemos comprender que, cuando los f\u00edsicos hablan de \u201cbelleza\u201d en sus teor\u00edas, realmente quieren decir que estas \u201cbellas\u201d teor\u00edas deben poseer al menos dos caracter\u00edsticas esenciales:<\/p>\n

    \n
  1. Una simetr\u00eda unificadora.<\/li>\n
  2. La capacidad de explicar grandes cantidades de datos experimentales con las expresiones matem\u00e1ticas m\u00e1s econ\u00f3micas.<\/li>\n<\/ol>\n

    El Modelo Est\u00e1ndar falla en ambos aspectos, mientras que la relatividad<\/a> general exhibe ambos, de manera bien patente. Nunca una teor\u00eda dijo tanto con tan poco; su sencillez es asombrosa y su profundidad incre\u00edble.\u00a0 De hecho, desde que se public\u00f3 en 1.915, no ha dejado de dar frutos, y a\u00fan no se han obtenido de ella todos los mensajes que contiene.<\/p>\n

    Al contrario de la relatividad<\/a> general, la simetr\u00eda del Modelo Est\u00e1ndar, est\u00e1 realmente formada empalmando tres simetr\u00edas m\u00e1s peque\u00f1as, una por cada una de las fuerzas; el modelo es espeso e inc\u00f3modo en su forma. Ciertamente no es econ\u00f3mica en modo alguno. Por ejemplo, las ecuaciones de Einstein<\/a>, escritas en su totalidad, s\u00f3lo ocupan unos cent\u00edmetros y ni siquiera llenar\u00eda una l\u00ednea de esta p\u00e1gina. A partir de esta escasa l\u00ednea de ecuaciones, podemos ir m\u00e1s all\u00e1 de las leyes de Newton<\/a> y derivar la distorsi\u00f3n del espacio, el Big Bang<\/a> y otros fen\u00f3menos astron\u00f3micos importantes como los agujeros negros<\/a>. Por el contrario, s\u00f3lo escribir el Modelo Est\u00e1ndar en su totalidad requerir\u00eda, siendo escueto, un par de p\u00e1ginas de este comentario\u00a0y parecer\u00eda un galimat\u00edas de s\u00edmbolos complejos s\u00f3lo entendibles por expertos.<\/p>\n

    Los cient\u00edficos quieren creer que la naturaleza prefiere la econom\u00eda en sus creaciones y que siempre parece querer\u00a0evitar redundancias innecesarias al crear estructuras f\u00edsicas, biol\u00f3gicas y qu\u00edmicas.<\/p>\n

    <\/p>\n

    El matem\u00e1tico franc\u00e9s Henri Poincar\u00e9 lo expres\u00f3 de forma a\u00fan m\u00e1s franca cuando escribi\u00f3: \u201cEl cient\u00edfico no estudia la Naturaleza porque es \u00fatil; la estudia porque disfruta con ello, y disfruta con ello porque es bella<\/em>\u201d.<\/p>\n

    E. Rutherford, quien descubri\u00f3 el n\u00facleo del \u00e1tomo (entre otras muchas cosas), dijo una vez: \u201cToda ciencia es o f\u00edsica o coleccionar sello<\/em>\u201d.\u00a0 Se refer\u00eda a la enorme importancia que tiene la f\u00edsica para la ciencia, aunque se le olvid\u00f3 mencionar que la f\u00edsica est\u00e1 sostenida por las matem\u00e1ticas que la explica.<\/p>\n

    Pero, a pesar de todos sus inconvenientes, el Modelo Est\u00e1ndar, desde su implantaci\u00f3n, ha cosechado un \u00e9xito tras otro, con sus inconvenientes y sus diecinueve par\u00e1metros aleatorios, lo cierto es que es lo mejor que tenemos por el momento para explicar las familias de part\u00edculas que conforman la materia y c\u00f3mo act\u00faan las fuerzas de la naturaleza, todas las fuerzas menos la gravedad; esa nos la explica a la perfecci\u00f3n y sin fisuras las ecuaciones de Einstein<\/a> de la relatividad<\/a> general.<\/p>\n

    Hace tiempo que los f\u00edsicos tratan de mejorar el Modelo Est\u00e1ndar con otras teor\u00edas m\u00e1s avanzadas y modernas que puedan explicar la materia y el espacio-tiempo con mayor amplitud y, sobre todo, incluyendo la gravedad.\u00a0 As\u00ed que retomando la teor\u00eda de Kaluza de la quinta dimensi\u00f3n, se propuso la teor\u00eda de supergravedad en 1976 por los f\u00edsicos Daniel Freedman, Sergio Ferrara y Peter van Nieuwenhuizen, de la Universidad del Estado de Nueva York en Stoney Brook que desarrollaron esta nueva teor\u00eda en un espacio de once dimensiones.<\/p>\n

    Para desarrollar la superteor\u00eda de Kaluza-Klein<\/a> en once dimensiones, uno tiene que incrementar\u00a0 enormemente las componentes del interior del Tensor m\u00e9trico de Riemann (que Einstein<\/a> utiliz\u00f3 en cuatro dimensiones, tres de espacio y una de tiempo para su relatividad<\/a> general y m\u00e1s tarde, Kaluza, a\u00f1adiendo otra dimensi\u00f3n de espacio, la llev\u00f3 hasta la quinta dimensi\u00f3n haciendo as\u00ed posible unir la teor\u00eda de Einstein<\/a> de la gravedad, con la teor\u00eda de Maxwell del electromagnetismo), que ahora se convierte en el supertensor m\u00e9trico<\/a> de Riemann.<\/p>\n

    Esta nueva teor\u00eda de supergravedad pretend\u00eda la unificaci\u00f3n de todas las fuerzas conocidas con la materia, y, como en un rompecabezas, encajarlas en el Tensor de Riemann tan solo con elevar el n\u00famero de dimensiones que exig\u00eda m\u00e1s componentes y nos daba el espacio necesario para poder ubicar en sus apartados correspondientes, todas las fuerzas fundamentales y tambi\u00e9n la materia, la que pod\u00eda satisfacer, casi en su totalidad, el sue\u00f1o de Einstein<\/a>.<\/p>\n

    Tenemos que encontrar la manera de ver \u00a0c\u00f3mo se las arregla la supergravedad para encajar el campo de Einstein<\/a>, el campo de Yang-Mills<\/a> y los campos de Maxwell y de la materia, todo ello en 11 dimensiones.<\/p>\n

    La supergravedad casi consigue satisfacer el sue\u00f1o de Einstein<\/a> de dar una derivaci\u00f3n puramente geom\u00e9trica de todas las fuerzas y part\u00edculas del universo. Al a\u00f1adir la supersimetr\u00eda<\/a> al Tensor m\u00e9trico de Riemann, la m\u00e9trica se duplica en tama\u00f1o, d\u00e1ndonos la supersimetr\u00eda<\/a> de Riemann. Las nuevas componentes del s\u00faper tensor de Riemann corresponden a quarks<\/a> y leptones<\/a>, casi todas las part\u00edculas y fuerzas fundamentales de la naturaleza: la teor\u00eda de la gravedad de Einstein<\/a>, los campos de Yang-Mills<\/a> y de Maxwell y los quarks<\/a> y leptones<\/a>. Pero el hecho de que ciertas part\u00edculas no est\u00e9n en esta imagen nos obliga a buscar un formalismo m\u00e1s potente:<\/p>\n

    La teor\u00eda de Supercuerdas<\/em><\/p>\n

    La caracter\u00edstica esencial de este diagrama es que la materia, junto con las ecuaciones de Yang-Mills<\/a> y de Einstein<\/a>, est\u00e1 ahora incluida en el mismo campo de supergravedad de 11 dimensiones. Ve\u00e1moslo as\u00ed:<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    La materia con todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Los bosones<\/a> intermediarios o part\u00edculas portadoras de las fuerzas como el fot\u00f3n<\/a> para el electromagnetismo, los gluones<\/a> para la fuerza nuclear fuerte<\/a>, las part\u00edculas W y Z para la nuclear d\u00e9bil y, en la part\u00edcula portadora de la gravedad, el gravit\u00f3n<\/a>, ponemos el signo de interrogaci\u00f3n, ya que se sabe que esta ah\u00ed en alg\u00fan sitio pero hasta la fecha no ha sido detectado.<\/p>\n

    Antes de continuar con la teor\u00eda de supercuerdas<\/a>, o con su versi\u00f3n m\u00e1s avanzada la teor\u00eda M<\/a>, parece conveniente recordar que hasta el momento los ladrillos del universo eran los quarks<\/a>, las part\u00edculas m\u00e1s peque\u00f1as detectadas en los aceleradores del CERN y FERMILAB. Pero \u00bfest\u00e1n hechos de cosas m\u00e1s peque\u00f1as?, eso no lo sabemos. El Modelo Est\u00e1ndar, menos avanzado que las otras teor\u00edas, nos dice que los quarks<\/a> son las part\u00edculas m\u00e1s peque\u00f1as y forman protones<\/a> y neutrones<\/a> constituyendo la formaci\u00f3n interna del \u00e1tomo, el n\u00facleo. En la actualidad, nuestros aceleradores de part\u00edculas no tienen capacidad para ahondar m\u00e1s all\u00e1 de los quarks<\/a> y averiguar si a su vez, \u00e9stos est\u00e1n formados por part\u00edculas a\u00fan m\u00e1s peque\u00f1as.<\/p>\n

    Por otro lado, los f\u00edsicos est\u00e1n casi seguros de que los leptones<\/a> no est\u00e1n compuestos de part\u00edculas m\u00e1s peque\u00f1as. Sin embargo, esta sospecha no se tiene en el caso de los quarks<\/a>; no se sabe qu\u00e9 puede haber detr\u00e1s de ellos.\u00a0 Tan s\u00f3lo se ha llegado a desconfinarlos junto con los gluones<\/a> y por un breve periodo de tiempo de los protones<\/a> y neutrones<\/a> que los manten\u00edan aprisionados, formando \u2013 en esos breves instantes \u2013 una materia plasmosa. No es raro oir dentro de la comunidad cient\u00edfica a los f\u00edsicos te\u00f3ricos hablando de prequarks.<\/p>\n

    Como antes hemos comentado de pasada, el Modelo Est\u00e1ndar agrupa las part\u00edculas en familias:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n
    Hadrones:<\/td>\nBariones: prot\u00f3n<\/a>, neutr\u00f3n<\/a> , Lambda, omega<\/a>, etc.<\/td>\n<\/tr>\n
    Mesones: pi\u00f3n<\/a>, ka\u00f3n<\/a>, ps\u00ed, etc.<\/td>\n<\/tr>\n
    Quarks:<\/td>\nup, down, charmed, strange, top y botton<\/td>\n<\/tr>\n
    Leptones:<\/td>\nelectr\u00f3n<\/a>, mu\u00f3n<\/a> y tau<\/a> (y sus neutrinos<\/a> asociados), \u00a0neutrino electr\u00f3nico, mu\u00f3nico y tau\u00f3nico<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    Y describe las interacciones que estas part\u00edculas tienen con las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, sobre todo con las nucleares fuerte y d\u00e9bil y la electromagn\u00e9tica; la gravedad se queda aparte del Modelo Est\u00e1ndar, ya que su incidencia con las part\u00edculas elementales es inapreciable como consecuencia de las infinitesimales masas de \u00e9stas, y ya sabemos que la gravedad se deja sentir y se hace presente cuando aparecen las grandes masas como planetas, estrellas y galaxias.<\/p>\n

    Como el Modelo Est\u00e1ndar es limitado, los f\u00edsicos buscan desesperadamente nuevas teor\u00edas que puedan corregir y perfeccionar este modelo. As\u00ed aparecieron las teor\u00edas de supersimetr\u00eda<\/a>, supergravedad, supercuerdas, y ahora por \u00faltimo, la teor\u00eda M<\/a> propuesta por Edward Witten en 1.995 y que nos quiere explicar, de manera m\u00e1s perfecta, el universo desde su origen, c\u00f3mo y por qu\u00e9 est\u00e1 conformado ese universo, las fuerzas que lo rigen, las constantes de la naturaleza que establecen las reglas, y todo ello, a partir de peque\u00f1os objetos infinitesimales, las cuerdas, que sustituyen a las part\u00edculas del modelo est\u00e1ndar que cre\u00edamos elementales.<\/p>\n

    Esta nueva teor\u00eda, permite adem\u00e1s, unificar o incluir la gravedad con las otras fuerzas, como teor\u00eda cu\u00e1ntica de la gravedad, todo ello mediante una teor\u00eda estructurada y fundamentada con originalidad y compactificaci\u00f3n de las cuatro fuerzas de la naturaleza y dejando un gran espacio matem\u00e1tico para eliminar anomal\u00edas o perturbaciones, y se propugna con coherencia que\u00a0 la cuerda es el elemento m\u00e1s b\u00e1sico de la estructura de la materia; lo que estar\u00eda bajo los quarks<\/a> ser\u00edan unas diminutos c\u00edrculos semejantes a una membrana vibrante circular y de diferentes conformaciones.<\/p>\n

    Ed Witten, en su trabajo, present\u00f3 amplias evidencias matem\u00e1ticas de que las cinco teor\u00edas obtenidas de la primera revoluci\u00f3n, junto con la m\u00e1s reciente conocida como la supergravedad (supercuerda despu\u00e9s), en 11 dimensiones, eran de hecho parte de una teor\u00eda inherentemente cu\u00e1ntica y no perturbativa conocida como teor\u00eda M<\/a>. Las seis teor\u00edas est\u00e1n conectadas entre s\u00ed por una serie de simetr\u00edas de dualidad T, S, y U. Adem\u00e1s, de la teor\u00eda propuesta por Witten se encuentran impl\u00edcitas muchas evidencias de que la teor\u00eda M<\/a> no es s\u00f3lo la suma de las partes, sino que se vislumbra un alentador horizonte que podr\u00eda concluir como la teor\u00eda definitiva tan largamente buscada.<\/p>\n

    Las supercuerdas, en realidad, s\u00f3lo es otra manera utilizada por los cient\u00edficos a la b\u00fasqueda de la verdad que la Humanidad necesita y reclama para continuar con su propia evoluci\u00f3n que, sin esos conocimientos, quedar\u00eda estancada.<\/p>\n

    Como se puede deducir, las part\u00edculas implicadas en el Modelo Est\u00e1ndar est\u00e1n en un mundo microsc\u00f3pico de 10-17<\/sup> cm que s\u00ed dominan nuestros aceleradores, mientras que la cuerda est\u00e1 en una distancia de 10-33<\/sup> cm que les est\u00e1 prohibida; all\u00ed no podemos llegar, no tenemos energ\u00eda suficiente para ello.<\/p>\n

    Habr\u00e1 que esperar los resultados del LHC y despu\u00e9s de 20 a\u00f1os, veremos de lo que hemos sido capaces para poder llegar a ese universo infinitesimal donde se cree que habitan las cuerdas y, aunque el Acelerador de Hadrones tampoco tiene la energ\u00eda necesaria para llegar hasta ellas, es posible (s\u00f3lo posible) que nos pueda mostrar la sombra de esas cuerdas vibrantes que nos haga vislumbrar un futuro alentador en el conocimiento de la Naturaleza a una m\u00e1s profunda escala.<\/p>\n

    \u00a1Es todo tan complejo!<\/p>\n

    emilio silvera<\/em><\/p>\n

    \r\n\t\t\r\n\t\t
    <\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>hotmail correo<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>[?]<\/a><\/span><\/td><\/tr><\/table><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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