![\"\"](\"http:\/\/img827.imageshack.us\/img827\/8754\/magnetosfera22.jpg\")
<\/p>\n<\/p>\n
Es ampliamente sabido que el planeta Tierra act\u00faa como un gran im\u00e1n cuyas l\u00edneas de campo geomagn\u00e9tico<\/a> surgen de un polo (el polo sur magn\u00e9tico) y convergen en el otro polo (polo norte magn\u00e9tico). El eje longitudinal de este im\u00e1n tiene una desviaci\u00f3n de aproximadamente 11^o con respecto al eje de rotaci\u00f3n. Por ello, los polos del campo magn\u00e9tico generado no coinciden exactamente con los polos geogr\u00e1ficos.<\/p>\n Este campo geomagn\u00e9tico es producido por la combinaci\u00f3n de varios campos generados por diversas fuentes, pero en un 90% es generado por la parte exterior del n\u00facleo de la Tierra (llamado Campo Principal o “Main Field”).<\/p>\n Por otra parte, la interacci\u00f3n de la ionosfera<\/a> con el viento solar y las corrientes que fluyen por la corteza terrestre componen la mayor parte del 10% restante. Sin embargo, durante las tormentas solares<\/a> (eventos de actividad solar exacerbada) pueden introducirse importantes variaciones en el campo magn\u00e9tico terrestre.<\/p>\n Las fuerzas magn\u00e9ticas y el\u00e9ctricas est\u00e1n entrelazadas. En 1873, James Clerk Maxwell consigui\u00f3 formular las ecuaciones completas que rigen las fuerzas el\u00e9ctricas y magn\u00e9ticas, descubiertas experimentalmente por Michael Faraday. Se consigui\u00f3 la teor\u00eda unificada del electromagnetismo que nos vino a decir que la electricidad y el magnetismo eran dos aspectos de una misma cosa.<\/p>\n La interacci\u00f3n es universal, de muy largo alcance (se extiende entre las estrellas), es bastante d\u00e9bil. Su intensidad depende del cociente entre el cuadrado de la carga del electr\u00f3n<\/a> y 2hc<\/em> (dos veces la constante de Planck<\/a> por la velocidad de la luz). Esta fracci\u00f3n es aproximadamente igual a 1\/137\u2019036\u2026, o lo que llamamos \u03b1 y se conoce como constante de estructura fina<\/em>.<\/p>\n En general, el alcance de una interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica es inversamente proporcional a la masa de la part\u00edcula mediadora, en este caso, el fot\u00f3n<\/a>, sin masa.<\/p>\n Muchas veces he comentado sobre la interacci\u00f3n gravitatoria de la que Einstein<\/a> descubri\u00f3 su compleja estructura y la expuso al mundo en 1915 con el nombre de teor\u00eda general de la relatividad<\/a>, y la relacion\u00f3 con la curvatura del espacio y el tiempo. Sin embargo, a\u00fan no sabemos c\u00f3mo se podr\u00edan reconciliar las leyes de la gravedad y las leyes de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica (excepto cuando la acci\u00f3n gravitatoria es suficientemente d\u00e9bil).<\/p>\n La teor\u00eda de Einstein<\/a> nos habla de los planetas y las estrellas del cosmos. La teor\u00eda de Planck, Heisemberg, Schr\u00f6dinger, Dirac, Feynman y tantos otros, nos habla del comportamiento del \u00e1tomo, del n\u00facleo, de las part\u00edculas elementales en relaci\u00f3n a estas interacciones fundamentales. La primera se ocupa de los cuerpos muy grandes y de los efectos que causan en el espacio y en el tiempo; la segunda de los cuerpos muy peque\u00f1os y de su importancia en el universo at\u00f3mico. Cuando hemos tratado de unir ambos mundos se produce una gran explosi\u00f3n de rechazo. Ambas teor\u00edas son (al menos de momento) irreconciliables.<\/p>\n La part\u00edcula mediadora es el hipot\u00e9tico gravit\u00f3n<\/a>. Aunque a\u00fan no se ha descubierto experimentalmente, sabemos lo que predice la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica: que tiene masa nula y esp\u00edn<\/a> 2.<\/p>\n La ley general para las interacciones es que, si la part\u00edcula mediadora tiene el esp\u00edn<\/a> par, la fuerza entre cargas iguales es atractiva y entre cargas opuestas repulsiva. Si el esp\u00edn<\/a> es impar (como en el electromagnetismo) se cumple a la inversa.<\/p>\n Pero antes de seguir profundizando en estas cuestiones hablemos de las propias part\u00edculas subat\u00f3micas, para lo cual la teor\u00eda de la relatividad<\/a> especial, que es la teor\u00eda de la relatividad<\/a> sin fuerza gravitatoria, es suficiente.<\/p>\n Si viajamos hacia lo muy peque\u00f1o tendremos que ir m\u00e1s all\u00e1 de los \u00e1tomos, que son objetos voluminosos y fr\u00e1giles comparados con lo que nos ocupar\u00e1 a continuaci\u00f3n: el n\u00facleo at\u00f3mico y lo que all\u00ed se encuentra. Los electrones<\/a>, que ahora vemos \u201ca gran distancia\u201d dando vueltas alrededor del n\u00facleo, son muy peque\u00f1os y extremadamente robustos. El n\u00facleo est\u00e1 constituido por dos especies de bloques: protones<\/a> y neutrones<\/a>. El prot\u00f3n<\/a> (del griego \u03c0\u03c1\u03ce\u03c4\u03bf\u03c2, primero<\/em>) debe su nombre al hecho de que el n\u00facleo at\u00f3mico m\u00e1s sencillo, que es el hidr\u00f3geno, est\u00e1 formado por un solo prot\u00f3n<\/a>. Tiene una unidad de carga positiva. El neutr\u00f3n<\/a> recuerda al prot\u00f3n<\/a> como si fuera su hermano gemelo: su masa es pr\u00e1cticamente la misma, su esp\u00edn<\/a> es el mismo, pero en el neutr\u00f3n<\/a>, como su propio nombre da a entender, no hay carga el\u00e9ctrica; es neutro.<\/p>\n La masa de estas part\u00edculas se expresa en una unidad llamada mega-electr\u00f3n-voltio o MeV, para abreviar. Un MeV, que equivale a 106<\/sup> electr\u00f3n-voltios, es la cantidad de energ\u00eda de movimiento que adquiere una part\u00edcula con una unidad de carga (tal como un electr\u00f3n<\/a> o un prot\u00f3n<\/a>) cuando atraviesa una diferencia de potencial de 106<\/sup> (1.000.000) voltios. Como esta energ\u00eda se transforma en masa, el MeV es una unidad \u00fatil de masa para las part\u00edculas elementales.<\/p>\n La mayor\u00eda de los n\u00facleos at\u00f3micos contienen m\u00e1s neutrones<\/a> que protones<\/a>. Los protones<\/a> se encuentran tan juntos en el interior de un n\u00facleo tan peque\u00f1o que se deber\u00edan repeles entre s\u00ed fuertemente, debido a que tienen cargas el\u00e9ctricas del mismo signo. Sin embargo, hay una fuerza que los mantiene unidos estrechamente y que es mucho m\u00e1s potente e intensa que la fuerza electromagn\u00e9tica<\/a>: la fuerza o interacci\u00f3n nuclear fuerte, unas 102<\/sup> veces mayor que la electromagn\u00e9tica, y aparece s\u00f3lo entre hadrones<\/a> para mantener a los nucleones<\/a> confinados dentro del n\u00facleo. Act\u00faa a una distancia tan corta como 10–<\/sup>15<\/sup> metros, o lo que es lo mismo, 0\u2019000000000000001 metros.<\/p>\n La interacci\u00f3n fuerte est\u00e1 mediada por el intercambio de mesones<\/a> virtuales, 8 gluones<\/a> que, como su mismo nombre indica (glue<\/em> en ingl\u00e9s es pegamento<\/em>), mantiene a los protones<\/a> y neutrones<\/a> bien sujetos en el n\u00facleo, y cuanto m\u00e1s se tratan de separar, m\u00e1s aumenta la fuerza que los retiene, que crece con la distancia, al contrario que ocurre con las otras fuerzas.<\/p>\n La luz es una manifestaci\u00f3n del fen\u00f3meno electromagn\u00e9tico y est\u00e1 cuantizada en \u201cfotones<\/a>\u201d, que se comportan generalmente como los mensajeros de todas las interacciones electromagn\u00e9ticas. As\u00ed mismo, la interacci\u00f3n fuerte tambi\u00e9n tiene sus cuantos (los gluones<\/a>). El f\u00edsico japon\u00e9s Hideki Yukawa (1907 \u2013 1981) predijo la propiedad de las part\u00edculas cu\u00e1nticas asociadas a la interacci\u00f3n fuerte, que m\u00e1s tarde se llamar\u00edan piones<\/a><\/em>. Hay una diferencia muy importante entre los piones<\/a> y los fotones<\/a>: un pi\u00f3n<\/a> es un trozo de materia con una cierta cantidad de \u201cmasa\u201d. Si esta part\u00edcula est\u00e1 en reposo, su masa es siempre la misma, aproximadamente 140 MeV, y si se mueve muy r\u00e1pidamente, su masa parece aumentar en funci\u00f3n E = mc2<\/sup>. Por el contrario, se dice que la masa del fot\u00f3n<\/a> en reposo es nula. Con esto no decimos que el fot\u00f3n<\/a> tenga masa nula, sino que el fot\u00f3n<\/a> no puede estar en reposo. Como todas las part\u00edculas de masa nula, el fot\u00f3n<\/a> se mueve exclusivamente con la velocidad de la luz, 299.792\u2019458 Km\/s, una velocidad que el pi\u00f3n<\/a> nunca puede alcanzar porque requerir\u00eda una cantidad infinita de energ\u00eda cin\u00e9tica. Para el fot\u00f3n<\/a>, toda su masa se debe a su energ\u00eda cin\u00e9tica.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0 Una de las fuentes productoras de rayos c\u00f3smicos es el Sol<\/p>\n Los f\u00edsicos experimentales buscaban part\u00edculas elementales en las trazas de los rayos c\u00f3smicos que pasaban por aparatos llamados c\u00e1maras de niebla<\/em>. As\u00ed encontraron una part\u00edcula coincidente con la masa que deber\u00eda tener la part\u00edcula de Yukawa, el pi\u00f3n<\/a>, y la llamaron mes\u00f3n<\/em> (del griego medio<\/em>), porque su masa estaba comprendida entre la del electr\u00f3n<\/a> y la del prot\u00f3n<\/a>. Pero detectaron una discrepancia que consist\u00eda en que esta part\u00edcula no era afectada por la interacci\u00f3n fuerte, y por tanto, no pod\u00eda ser un pi\u00f3n<\/a>. Actualmente nos referimos a esta part\u00edcula con la abreviatura \u03bc y el nombre de mu\u00f3n<\/em>, ya que en realidad era un lept\u00f3n<\/a>, hermano gemelo del electr\u00f3n<\/a>, pero con 200 veces su masa.<\/p>\n <\/p>\n Los f\u00edsicos de m\u00e1s edad dejan volar a menudo sus pensamientos hacia aquellos tiempos gloriosos en los que, durante mucho tiempo, ha sido la era de los grandes descubrimientos de la primera mitad del siglo XX: La mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, la relatividad<\/a><\/a> especial y general, la electrodin\u00e1mica cu\u00e1ntica y los descubrimientos de las primeras part\u00edculas elementales.<\/p>\n El Zoo de las part\u00edculas lleg\u00f3 a ser tan ex\u00f3tico y numeroso que, Entico Fermi<\/a> dej\u00f3 caer aquella famosa frase: \u201cSi tengo que saber de memoria el nombre de todas las part\u00edculas que existen,\u00a0 hubiera sido\u00a0 bot\u00e1nico\u201d.<\/p>\n <\/p>\n Fermi<\/a> (abajo a la izquierda), Szil\u00e1rd (segundo desde la derecha abajo), y el resto del equipo de la pila at\u00f3mica.<\/p>\n <\/p>\n Claro que, d\u00edas gloriosos tambi\u00e9n lo fueron en la d\u00e9cada de los 70 cuando fueron colocadas en su sitio muchas piezas del gran puzzle de las interacciones d\u00e9bil, electromagn\u00e9tica y fuerte. El descubrimiento en 1974 de la J\/\u03a8 fue el cl\u00edmax. Antes de que este se produjera, a\u00fan quedaba alguna duda de que la teor\u00eda de la interacci\u00f3n d\u00e9bil fuera correcta y se consideraba la teor\u00eda de la intertacci\u00f3n fuerte simplemente como una idealizaci\u00f3n de algo que podr\u00eda muy bien ser m\u00e1s complicado e insondable.<\/p>\n Pero, pasado alg\u00fan tiempo, los experimentos llevaron a la convicci\u00f3n de que ambas teor\u00edas eran correctas, incluso en sus detalles. Seg\u00fan continuaban los experimentos las sorpresas iban en aumento a medida que surg\u00edan detalles m\u00e1s precisos de lo que muchos de aquellos f\u00edsicos habr\u00edan esperado. Una cosa estaba muy clara: viv\u00edamos en un mundo que obedec\u00eda meticulosamente a las leyes de las matem\u00e1ticas, y las matem\u00e1ticas son dif\u00edciles, pero se pueden llegar a entender completamente para poder llegar a esos misteriosos secretos que la Naturaleza trata de esconder y nosotros, de desvelar.<\/p>\n Antes os mencionaba la J\/\u03a8.\u00a0 Cuando una part\u00edcula J\/\u03a8 se desintegra (o decae), por lo general produce un par de muones<\/a><\/a>. Observa atentamente los dos eventos mostrados a continuaci\u00f3n. \u00bfHay pruebas de pares de muones<\/a><\/a> (trayectorias en rojo) en uno de estos eventos o en ambos? \u00bfPodr\u00eda ser cualquiera de estos eventos un candidato para J\/\u03a8? \u00bfEs esta evidencia d\u00e9bil o fuerte? \u00bfEst\u00e1 seguro de tus conclusiones?<\/p>\n M\u00e1s a\u00fan desde que en 2002 se demostrase (\u201cData Tables for Lorenztz and CPT Ciolati\u00f3n\u201d),\u00a0 Ene 2010, arXiv;) que violar la simetr\u00eda CPT implica cargarse la invariancia (o covariancia) de Lorentz,\u00a0 Esta invariancia es uno de los pilares<\/strong> que deben cumplir todas las teor\u00edas que pretendan tener sentido f\u00edsico, aunque luego pueda haber casos de ruptura espont\u00e1nea de la simetr\u00eda. Pero la teor\u00eda viola Lorentz de entrada, no puede ser v\u00e1lida. Esto es un puntal muy fuerte para la teor\u00eda CPT.<\/p>\n Hubo que esperar 40 a\u00f1os, hasta los a\u00f1os 80, en que se relacionara directamente a los kaones<\/a><\/a> con la simetr\u00eda CP y el problema de la bariog\u00e9nesis en el universo. Es decir, \u00bfpor qu\u00e9 si hay simetr\u00edas por todas partes, el universo est\u00e1 constituido de materia y no de materia y antimateria por partes iguales? \u00bfPor qu\u00e9 el universo no es una aburrida sopa de fotones<\/a><\/a>?<\/strong><\/p>\n Claro, si en el inicio del universo se hubiera encontrado la misma cantidad de materia que de antimateria, todo se habr\u00eda aniquilado haciendo que el universo fuera un gas de fotones<\/a><\/a> de lo m\u00e1s aburrido. Nada de lo que existe, existir\u00eda. Pero como de hecho existe, hay que encontrarle explicaci\u00f3n. Y en eso consiste el problema de la bariog\u00e9nesis asim\u00e9trica.<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 La simetr\u00eda resulta estar por todas partes aunque sea de diferntes colores<\/p>\n Como sea que ocurriera, aunque de hecho hubiera mucha materia y antimateria que se aniquilara, al final la materia venci\u00f3 esta batalla \u00e9pica que se libr\u00f3 durante la \u00e9poca de Planck.\u00a0Pero resulta que no es posible modificar nuestro modelo invocando otro campo de Yang . Mills, Las part\u00edculas de esp\u00edn<\/a><\/a> 1 siempre preservan la simetr\u00eda PC. \u00bfPodr\u00eda ser esta la raz\u00f3n por la que la que la simetr\u00eda PC es tan tenue?.<\/p>\n Motivos para la sorprea surgen todos losa d\u00edas, por ejemplo, se han detectado nuevas part\u00edculas que nacen dentro de las enanas blancas de Helio y, cualquiera de estos d\u00edas encontraremos estrellas de Quarks y Gluones, es decir, hechas de materia extra\u00f1a. Lo cierto es que, a la vista de la realidad que vamos descubrimiento continuamente es arriesgado decir… \u00a1que sabemos!<\/p>\n Podr\u00edamos imaginar el efecto que tendr\u00eda otra part\u00edcula de esp\u00ecn cero, preferiblemente que tambi\u00e9n sufriera alg\u00fan tipo de condensaci\u00f3n Bose, el resultado ser\u00eda lo que llamamos la \u201cviolaci\u00f3n espont\u00e1nea de PC\u201d. Sin embargo, los modelos resultantes que se obtienen as\u00ed no son muy populares. Deseamos evitar part\u00edculas de esp\u00edn<\/a><\/a> cero tanto como sea posible, porque a\u00f1aden muchos par\u00e1metros arbitrarios a la interacci\u00f3n. Los modelkos con tales part\u00edculas parecen muy artificiales. En si mismo, un argumento de este tipo no es, desde luego, suficiente para escluir una posibilidad, pero ducede que existen alternativas m\u00e1s interesantes.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Gloshosow\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Iliopoulos<\/strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Maiani<\/strong><\/p>\n <\/p>\n \u00bfRecordar\u00e9is que Glashow, Iliopoulos y Maiani hab\u00edan introducido el quarks<\/a> encanto para entender la estructura sim\u00e9trica de la interacci\u00f3n d\u00e9bil? Bien, lo que se propuso fue hacerlo de nuevo. Esta vez necesitamos introducir dos quarks<\/a> m\u00e1s. Los cuatro primeros hab\u00edan formado pares ( u y d, c y s), con cargas el\u00e9ctricas + 2\/3 y \u2013 1\/3. El nuevo par se ten\u00eda que parecer a este, pero los nuevos quark<\/a> podr\u00edan f\u00e1cilmente ser mucho m\u00e1s pesados. Siendo quarks<\/a> an\u00e1logos a los \u201carriba\u201d y \u201cabajo\u201d se llamaron \u201ccima\u201d (t) y \u201cfondo\u201d (b), respectivamente. Pero a veces las mismas letras se utilizan pa<ra darles nombres m\u00e1s po\u00e9ticos: \u201cverdad\u201d y \u201cbelleza\u201d.<\/p>\n Era inevitablemente necesaria una part\u00edcula de esp\u00edn<\/a><\/a> cero para que la interacci\u00f3n d\u00e9bil tuviera las simetr\u00edas que tiene a trav\u00e9s del mecanismo de Higgs<\/a><\/a>-Kibble. Esta part\u00edcula de Higgs<\/a><\/a> se acopla ahora con los quarks<\/a> y a los leptones<\/a><\/a> para dotarlos de masa. Pero la misma part\u00edcula de Higgs<\/a><\/a> tambi\u00e9n puede producir transiciones entre varios tipos de quarks<\/a>. Si no existiera interacci\u00f3n d\u00e9bil en absoluto, los qu quarks<\/a> podr\u00edan permanecer en todas clases de estados estables. Es pues, una conspiraci\u00f3n entre la interacci\u00f3n d\u00e9bil\u00a0 y la interacci\u00f3n de Higgs<\/a><\/a> lo que permite muchos tipos de desintegraci\u00f3n de los hadrones<\/a><\/a> extra\u00f1os y con encanto.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Cuanto mayor sea el n\u00famero de fermiones<\/a><\/a> introducido, m\u00e1s tipos de interacci\u00f3n\u00a0 puede experimentar el campo de Higgs<\/a><\/a> con esos quarks<\/a>. Los f\u00edsicos japoneses Kobayashi y Maskawa escribieron la expresi\u00f3n matem\u00e1tica m\u00e1s general que se puede obtener para las fuerzas. Result\u00f3 que uno de los t\u00e9rminos de sus ecuaciones no tienen simetr\u00eda PC, y que ese t\u00e9rmino s\u00f3lo aparece si hay, al menos, seis tipos de quarks<\/a>. Esto hizo que comezaran a buscarse part\u00edculas que contuvieran otras especies de quarks<\/a>.<\/p>\n Podr\u00edamos seguir por este camino que hoy he tomado (no muy convencido), sin ver nunca el final de donde podr\u00edamos acabar. Hay cuestiones de la F\u00edsica que me resultan farragosas, espesas, poco di\u00e1fanas y que, por mucho que me empe\u00f1e, no puedo explicar de manera amena y sencilla que la gente, el posible lector, se involucre en el tema.<\/p>\n Los del LHC hicieron el anuncio de que por f\u00edn, hab\u00edan encontrado el Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a>. Sin embargo, no acabo de estar convencido de que ese “famoso bos\u00f3n” exista en realidad, a veces, el tener que justificar enormes presupuestos y seguir consiguiendo nuevos… La verdad es que, no tengo nada claro muchos de los conceptos y explicaciones que los f\u00edsicos manejan sobre todo este peliaguado asunto del Bos\u00f3n de Higgs<\/a>. Hay veces en la que los f\u00edsicos, al tratar temas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica,\u00a0 me producen la sensaci\u00f3n de ser una especie de magos que, mediante \u201ctrucos\u201d ingeniosos apoyados por las matem\u00e1ticas, nos quieren convencer de c\u00f3mo es el \u201cmundo\u201d.<\/p>\n \u00a1Ya veremos en qu\u00e9 queda todo esto!<\/p>\n emilio silvera<\/em><\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.jhuapl.edu\/newscenter\/pressreleases\/2012\/images\/121109_Log.jpg\")
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