La búsqueda de nuevas fuerzas de corto alcance

Los interferómetros atómicos tienen ahora la sensibilidad para observar nuevas fuerzas más allá del modelo estándar de la física de partículas.

“Las nuevas fuerzas a corta distancia son una predicción frecuente de las teorías más allá del Modelo Estándar y la búsqueda de estas nuevas fuerzas es un canal prometedor para descubrir una nueva física”, dice Jay Wackerdel Laboratorio del Acelerador Nacional SLAC en California. La pregunta es cómo encontrarlas.

Wacker defiende que la interferometría atómica ha madurado hasta el punto de que debería ser el instrumento elegido en la búsqueda de estas nuevas fuerzas a escalas que varían de los 100 micrómetros a 1 kilómetros.

La idea básica es enviar dos átomos entrelazados a lo largo de dos brazos separados de un interferómetro y observar el patrón de interferencia que crean. Colocar una masa de prueba cerca de uno de los brazos debería provocar que los átomos del brazo se desvíen de una forma fácilmente calculable usando la Ley de la Gravedad de Newton. Esta ruta de desviación sería fácilmente observable como un cambio en el patrón de interferencia.

Si restas los efectos Newtonianos de la masa de prueba en los datos, lo que queda debe ser una nueva fuerza.

Wacker dice que los interferómetros atómicos de vanguardia podrían ya superar los límites existentes de las nuevas fuerzas en un orden de magnitud y que los avances esperados en el futuro próximo podrían mejorarlo en otro orden de magnitud.

Entonces, ¿qué deberían encontrar este tipo de experimentos? Distintas teorías de supersimetría predicen la existencia de dimensiones extra las cuales ejercerían fuerzas sobre ese tipo e escalas, otras predicen que la gravedad puede apagarse por completo o que nuevos tipos de partículas tales como los axiones Peccei-Quinn pueden hacer de intermediarios a las fuerzas a estas escalas.

Esta es una apasionante mezcla de nueva física que seguir. Y si Wacker llega a alguna parte, podríamos estar viendo parte de ella en poco tiempo.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/0908.2447: Using Atom Interferometery to Search for New Forces

Fecha Original: 27 de agosto de 2009
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Comments (6)

  1. Turok

    El experimento que aquí se refiere no parece de muy difícil ejecución.El secreto está únicamente en lo avanzado de los interferómetros átomicos.Parece, por otra parte, que lo que se propone sobre nuevas fuerzas reforzaría las teorias de supersimetría y si finalmente esto fuera así, las supercuerdas podrán salir igualmente reforzadas ya que la supersimetria da soporte a las supercuerdas.A ver si al final los teóricos de cuerdas-bastante denostadas últimamente-respiran aliviados.

  2. Después de leer el artículo me he quedado con cara de perplejidad. No puedo comprender que un científico se atreva exponer hechos tales como los de predecir una nueva fuerza más allá del Model Estándar de la Física, y, además, asevera que con el uso de un moderno interferómetro atómico con los átomos entrelazados a lo largo de dos brazos separados de este apartado y observando el patrón de interferencia que crean, se coloca una masa y, si restas los efectos de Newton de las causas de puebas en los datos, lo que queda es una nueva fuerza, ya que, el interferón supera los límites (?) y, a renglón seguido se nos pasa a las distintas Teorías de supersimetría de dimensiones extras y nos habla de Axiones.

    En algunos, la ambición de notoriedad no tiene barreras y, desde luego, están dispuestas a plantear conjuterias o hipótesis que, poco o nada fundadas en la Ciencia real, parecen más bien un galimatias de ideas que fueron soñadas después de una sonada borrachera.

    Nada de lo que dice este buen Señor tiene mucho sentido, si, como se debe hacer, partimos de la Base de una Teoría bien elaborada y asentada en las bases inamovibles de los parámetros científicos que, ya bien conocidos, nos den una garantía futura de lo que se está exponiendo, y, en este caso, la predicción (muy brumosa por cierto), no parece que nos aliente a una buena esperanza de la predicha nueva fuerza que, además ni se explica lo que es, ni se dicen sus caracterísiticas, ni se plantea siquiera a que distancia más allá puede encontrarse de las fuerzas conocidas en el Modelo Estándar, como la nuclear fuerte, la débil y el electromagnetismo, y, también, se nos habla de pasada sobre la gravedad de Newton que, como todos sabemos, está excluída del Modelo Estándar de la Física que la rechaza.

    ¿De qué estamos hablando aquí? ¡De que clase de fuerza? ¿Es atómica? ¿Es una rama distinta del electromagnetismo? ¿Que puede ser?

    Que sepamos, en nuestro Universo sólo existen 4 fuerzas que, al romperse la simetría inicial se conformaron tal como las conocemos hoy y con las propiedades que todos conocemos, y, desde luego, la aparición de otra nueva, sería una gran sorpresa que, no digo que no se pueda producir, sino que, por el contrario, lo que sí afirmo es que, de momento, la Interferometría atómica no me parece que sea el método más adecuado para poder alcanzar un logro de ese calibre. Se nos habla de dimensiones extras y de axiones, lo cual, indicada que el autor se refiere a un tipo de nueva teoría que, como la supergravedad, supersimetría, la cuerda heterótica, las supercuerdas o la Teoría M, debe estar en dimensiones más altas.

    Siendo así, se necesitaría algo más que un aparato de interferometría para encontrar a esa hipotética “nueva fuerza” escondida en las entrañas de las más altas dimensiones y, para llegar a esas profundidades, todos sabemos que se necesita disponer la la Energía de Planck situada en 10 exp. 19 GeV, lo cual, hoy por hoy, es totalmente impensable para nuestra Humanidad. Energía inalcanzable, sueño imposible.

    Le recomiendo al Sr. Nacker (con todo mi respeto) que, cuando plantee cuestiones de este calado, no corra, no se precipite, que compruebe datos una y mil veces, que repase ecuaciones y, sobre todo…que calcule con sentido, lo que “su aparato” puede o no puede hacer, ya que, encontrar una nueva fuerza…Va a ser que no.

    Vamos a dejarnos de perder el tiempo y busquemos esa tan necesaria teoría cuántica de la gravedad que nos resolverá muchos problemas en un futuro muy cercano ya, y, también, pongamos nuestras esperaqnzas en lo que nos traerá el LHC que, de seguro, serán algunas gordas sorpresas para más de uno.

    Un saludo amigos.

    • Turok

      Unas partículas son las que constituyen la materia ordinaria (sólo el 4 por ciento del universo, el resto es materia oscura y energía oscura) y otras partículas son las portadoras de fuerzas.Las teorías de cuerdas o supercuerdas nos dibujan un posible Universo de esta once dimensiones (e incluso 26), por tanto para las teorias de supercuerdas cuantas más partículas mejor, porque cuantas más partículas más posibles nuevas fuerzas y más dimensiones.Ahora se da por supuesto que vivimos en cuatro dimensiones, pero ¿y sin en el LHC aparecen nuevas dimensiones?, pues parece que deberian aparecer nuevas partículas y nuevas fuerzas por tanto.El neutralino sería muy buen candidato para explicar la matería oscura.¿Y si algún día aparecen por ahí las llamadas WIMP’s?.Pues tienes nuevas partículas y nuevas fuerzas.Una mas alta dimensionalidad se refiere precisamente a nuevas partículas y fuerzas.Desde luego el universo es muy muy extraño y nuevas fuerzas no deberian espantar a nadie.Es más quizás nuevas fuerzas sirvan para unificar todas las fuerzas, sean cuatro, diez,o veintiseis.

  3. kike

    Saludos cordiales amigo Emilio.

    Solo un detalle. ¿Y si esas nuevas fuerzas fueran simplemente las mismas cuatro fundamentales que conocemos, pero situadas en otras dimensiones, y que no obstante interfirieran en la nuestra de una manera diferente?

    Incluso tu mismo has comentado alguna vez que la gravedad podría estar presente en otra dimensión y que no obstante afectara a la nuestra en determinadas circunstancias…

  4. Homo Sapiens

    Y si funciona le damos un punto más a la Teoría M de supercuerdas.

  5. Seria muy aventurado de nuestra parte llegar a conclusiones precipitadas pues como sabemos, en el universo se siguen descubriendo y aclarando muchos misterios. El universo es tan enigmatico que es posible que todo lo que sabemos hasta ahora de el, sea solamente la gota de un cubo inmenso.

    Por ahora el no saber todo lo que contiene, deja la puerta abierta a nuestra imaginacion. De manera que como menciona el Sr, nacker, puede ser posible que existan nuevas fuerzas que delinean el universo. En fin el tiempo lo dira. Un saludo.

    P.D. Kike y Emilio!!! que sorpresa por aqui!!!

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