Las ondas gravitatorias pueden revelar trazas de la supersimetría

Detector LIGOPregunta a un físico lo que más le gustaría encontrar merodeando por los restos dejados por experimentos como el Gran Colisionador de Hadrones, y probablemente digan “supersimetría”. Esto es debido a que es el mejor candidato para resolver varios problemas persistentes en las teorías actuales. Pero si Nathaniel Craig de la Universidad de Stanford en California está en lo cierto, podría haber otra forma de encontrar pruebas de la supersimetría. Podría estar a nuestro alrededor, en las ondas del tejido del espacio-tiempo.

El modelo estándar de la física de partículas que explica todas las partículas conocidas y sus interacciones, sufre varios problemas. Por ejemplo, no puede explicar por qué la fuerza nuclear débil es 1032 veces más fuerte que la gravedad. La supersimetría – en la que cada partícula conocida tiene un “súper-compañero” – es la solución favorita para tales problemas.

Estos compañeros de las partículas sólo habrían existido en las altas temperaturas de los inicios del universo, antes de que el caliente vacío supersimétrico del espacio-tiempo cambiase a uno sin esta simetría. En muchos modelos, existe un número de distintos estados posibles para el vacío en el cual se desvanece la simetría: una consecuencia de esto sería que el universo pasó por “transiciones de fase” de un estado a otro, antes de asentarse en la forma actual.

Durante estas transiciones, las burbujas de un nuevo vacío aparecería en el viejo vacío. Estas burbujas se expandirían y fusionarían rápidamente, convirtiendo todo el espacio-tiempo en un nuevo estado vacío.

Craig ha demostrado que la colisión de estas burbujas en expansión durante cada transición de fase habría generado estas ondas en el tejido del espacio tiempo conocidas como ondas gravitacionales (ondas-g). Las colisiones también habrían revuelto el plasma de partículas que formaba el universo en esa época, el cual habría generado más ondas-g (www.arxiv.org/abs/0902.1990).

Las colisiones de burbujas en expansión conforme colapsaba la supersimetría dejaría ondas en el espacio-tiempo

Los cálculos de Craig demoestran que estas ondas deberían tener una distribución reveladora. “No es una señal de frecuencia única lo que se obtiene en los procesos astrofísicos”, comenta. En lugar de esto el proceso habría generado ondas-g en todas las frecuencias, con el pico de intensidad en una frecuencia que depende de la temperatura a la que se rompe la supersimetría. Conforme se expande el universo, estas ondas se habría estirado, por lo que el pico de frecuencia actual caería en algún punto entre los 0,01 y 10 000 hertzios. Si existen estas ondas, puede ser posible verlas con LIGO, el Observatorio de Ondas Gravitatorias de Interferómetro Láser, una vez que se complete la actualización que hay en marcha.

La posibilidad de ver tales ondas es “apasionante, si es que se consigue”, dice Michael Dine de la Universidad de California en Santa Cruz. “Si hay una señal detectable, las características de la señal proporcionarían una información única sobre estos drásticos eventos cósmicos, en parte debido a que las ondas gravitatorias pueden pasar libremente a través del espacio a lo largo de la historia cósmica”.


Autor: Anil Ananthaswamy
Fecha Original: 16 de marzo de 2009
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