Imprecisión en el camino a la teoría de la gran unificación física

Físicos teóricos de la Universidad de Oregon sugieren que puede existir una capa de partículas y bloquear la fusión.

El estudiante de doctorado en física de la UO David Reeb y Stephen Hsu, profesor de física y miembro del Instituto de Ciencia Teórica de la UO.

Abandona la hipotética gravedad para sopesar lo que los físicos han pensado durante 30 años. Si los físicos teóricos, liderados por Stephen Hsu de la Universidad de Oregon, están en lo cierto, la idea de una fusión de las fuerzas de la naturaleza bajo una gran unificación se ha hecho imprecisa.

La cuestión de las teorías de gran unificación apareció por primera vez en la década de 1970. Sugieren que, a cortas distancias o escalas de alta energía, las fuerzas electromagnéticas, fuerzas nucleares fuertes, las que unen los quarks en los protones y neutrones, y las débiles, que llevan al decaimiento nuclear, se fusionarán en un único campo unificado. Las indicaciones de este idea podría aparecer en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

Hsu y sus colegas aplicaron cálculos avanzados a cualidades que podrían existir en la gravedad cuántica en distancias cortas e interacciones de alta energía. Trabajando junto con Hsu en el proyecto, el cual se describirá en Physical Review Letters, estaban el estudiante de doctorado David Reeb y Xavier Calmet, anterior posdoctorado en el Instituto de Ciencia Teórica de la UO y ahora en el Centro de Física de Partículas y Fenomenología en la Universidad Católica de Louvain en Bélgica.

“La escala de energía a la que estas tres fuerzas se hacen equivalentes es probablemente muy alta”, dijo Hsu. “No tenemos una forma directa de estudiar lo que sucede. No podemos en realidad producir las energías o las partículas necesarias para comprobar directamente su tiene lugar o no la unificación, por lo que buscamos estas pistas en escalas de energía menores – y observamos cómo cambian estas interacciones. Hemos visto indicaciones de que estas tres interacciones empiezan a unificarse. Si extrapolas estas tendencias a una energía muy alta, parece que, en ciertos modelos o teorías, podrían llegar a unificarse – todas basadas en datos experimentales. Si la gran unificación existe, podría verse en el LHC”.

Pasemos a la gravedad cuántica. No es la versión de la ley física vista bajo el manzano de Isaac Newton sino una teoría física sobre las interacciones gravitatorias de la materia y la energía que pueden ser vitales para la gran unificación. Este es el dominio del espacio-tiempo y su curvatura. El equipo de Hsu observó de cerca la gravedad cuántica y las interacciones de las fuerzas en funcionamiento usando extrapolaciones basadas en amplificaciones matemáticas.

“Se cree que a distancias cortas y altas energías, la estructura real del espacio-tiempo comienza a exhibir fluctuaciones cuánticas”, dijo Hsu. “Por lo que habría imprecisión en la naturaleza del espacio y del tiempo. La escala a la que podría ocurrir ducha gran unificación se acerca a la escala en la que la gravedad cuántica podría exhibir este tipo de imprecisión”.

La imprecisión, según teorizan los investigadores, difumina la autopista prevista hacia la unificación. Dicho difuminado, dicen, llega de la mano de la interconexión de las fuerzas de la naturaleza, donde, en ciertos modelos de unificación, puede haber miles de partículas invisibles en los límites, afectando a la propia autopista.

“La interconexión de estas fuerzas, en nuestra teoría, crea más incertidumbre de la prevista aunque podría existir en todo este tema”, dijo Reeb, que realizó gran parte del trabajo de cálculo. “Es un resultado importante, debido a que dice a la gente que cuando observas los datos a energía muy baja y los extrapolas, debes ser mucho más cuidadoso de lo que se pensaba”.

Si se encuentra la gran unificación, el descubrimiento llevaría a los físicos de partículas más cerca de la idea propuesta de supersimetría, por la cual las partículas en cada nivel tienen cualidades correspondientes en otro nivel cuando giran. “Nuestra investigación dice que existen más incertidumbres sobre este argumento de lo que se pensaba anteriormente”, dijo Reeb.

El resultado final, dijo Hsu, es que cuando se generen los datos en el LHC, las interpretaciones, como las relaciones con la gran unificación, pueden ser más difíciles de señalar por parte de los físicos de partículas.

El Departamento de Energía de los Estados Unidos proporcionó el patrocinio para la investigación.


Autor: Jim Barlow
Fecha Original: 6 de octubre de 2008
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Comments (3)

  1. Imprecisión en el camino a la teoría de la gran unificación física…

    [c&p] La cuestión de las teorías de gran unificación apareció por primera vez en la década de 1970. Sugieren que, a cortas distancias o escalas de alta energía, las fuerzas electromagnéticas, fuerzas nucleares fuertes, las que unen los quark…

  2. Manlio E. Wydler

    No es factible extrapolar todo.
    Menos aún unificar todo. Solo nos queda con seguridad la gravedad, todo lo otro, como si desapareciera.

  3. Manlio E. Wydler

    Si conjeturamos en universos “gemelos”, unos materiales y expansivos y otros antimateriales y recesivos; en los cambio de estado, en las singularidades se unificarían todas, para invertirse en cada pasaje, menos la gravedad, que domina toda la opración en los infinitos universos encadenados.

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