Confiamos en SUSY: Lo que realmente busca el LHC
Escrito por Kanijo en Física, Tecnología
Entre todas las inauguraciones fallidas, hubo una especialmente espectacular. Entre gran pompa y ceremonia – por no hablar de los oscuros rumores sobre que el final del mundo se acercaba – el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el colisionador de partículas más potente del mundo, se conectaba en septiembre del año pasado. Nueve días más tarde un cortocircuito y una catastrófica filtración de helio líquido apagaban ignominiosamente la máquina.
Ahora la toma dos. Algún día futuro, si todo va según el plan, los rayos de protones empezarán a recorrer el anillo en las profundidades bajo el CERN, el hogar del LHC en las afueras de Ginebra en Suiza.
El Premio Nobel Steven Weinberg está preocupado. No es que piense que el LHC creará un agujero negro que se tragará el planeta, o que el reinicio terminará en una debacle técnica como el año pasado. No: en realidad está preocupado por que el LHC encuentre lo que algunos llaman la “partícula de Dios”, el popular y vergonzosamente grandioso apodo para el aún no detectado bosón de Higgs.
“Estoy aterrado”, dice. “Descubrir el Higgs sería una crisis”.
¿Por qué? Las pruebas para el Higgs serían la última piedra de un edificio que los físicos de partículas han estado construyendo desde hace medio siglo – la fenomenalmente exitosa teoría conocida simplemente como el Modelo Estándar. Describe todas las partículas conocidas, así como tres de las cuatro fuerzas que actúan sobre ellas: el electromagnetismo y las fuerzas nucleares débil y fuerte.
También está manifiestamente incompleta. Sabemos a partir de lo que la teoría no explica que debe ser parte de algo mucho más grande. Por lo que si el LHC encuentra el Higgs y nada más que el Higgs, el Modelo Estándar estará arreglado. Pero entonces la física de partículas estará en un callejón sin salida, sin pistas sobre dónde ir luego.
De ahí los temores de Weinberg. No obstante, si los teóricos están en lo cierto, antes de encontrar el Higgs, el LHC verá el primer esbozo de algo mucho mayor: la gran y predominante teoría conocida como supresimetría. SUSY, como se la conoce cariñosamente, es una osada teoría que dupica el número de partículas necesarias para explicar el mundo. Y podría ser justo lo que los físicos de partículas necesitan para indicarles el camino a una nueva luz.
Pero, ¿qué hay mal en el modelo estándar? Primero de todo, hay algunos pecados obvios por omisión. No se dice nada en absoluto de la cuarta fuerza fundamental de la naturaleza, la gravedad, y también guarda silencio sobre la naturaleza de la materia oscura. La materia oscura no es un asunto trivial: si nuestra interpretación de ciertas observaciones astronómicas es correcta, este material supera en peso a la materia convencional del cosmos en más de 4 a 1.
Irónicamente, no obstante, el verdadero problema empieza con el Higgs. El Higgs viene a resolver un problema realmente masivo: el hecho de que los bloques básicos que forman la materia común (cosas tales como electrones y quarks, colectivamente conocidos como fermiones) y las partículas que portan fuerzas (colectivamente conocidos como bosones) tienen todas una propiedad que llamamos masa. Las teorías no podían encontrar un patrón para la masa de las partículas y no podían predecirlas; tenían que medirse en experimentos y ser añadidas a la teoría manualmente.
Estos “parámetros libres” eran vergonzosos cabos sueltos en las teorías que se tejían entre sí para finalmente formar lo que se convirtió en el Modelo Estándar. En 1964, Peter Higgs de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido, y François Englert y Robert Brout de la Universidad Libre de Bruselas (ULB) en Bélgica llegaron independientemente a una forma de vincularlas.
Este mecanismo se vio como un campo cuántico que impregna todo el cosmos. Posteriomente llamado campo de Higgs, confiere masa a todas las partículas. La masa que adquiere una partícula elemental como un electrón o un quark depende de la fuerza de su interacción con el campo de Higgs, cuyos “cuantos” son bosones de Higgs.
Campos como éste son clave para la comprensión de Modelo Estándar dado que describen cómo las fuerzas nucleares débil y fuerte y electromagnética actúan sobre las partículas a través del intercambio de varios bosones – las partículas W y Z, gluones y fotones. Pero la teoría de Higgs, aunque elegante, llevaba un aguijón en su cola: ¿cuál es la masa del propio Higgs? Debería consistir en una masa central más la contribución de sus interacciones con otras partículas elementales. Cuando haces la suma de esas contribuciones, la masa del Higgs aumenta sin control.
Las pistas experimentales ya nos han sugerido que la masa del Higgs debe estar en algún punto entre 114 y 180 gigaelectrón-voltios – entre 120 y 190 veces la masa de un protón o un neutrón, y fácilmente el tipo de energía que puede alcanzar el LHC. La teoría, no obstante, llega a valores 17 o 18 órdenes de magnitud mayores – una catastrófica discrepancia conocida como “el problema jerárquico”. La única forma de hacer que encaje en el Modelo Estándar es ajustar ciertos parámetros con una precisión de 1 parte en 1034, algo que los físicos encuentra poco natural y repugnante.
Tres en uno
El problema jerárquico no es el único defecto en el Modelo Estándar. Hay otro problema sobre cómo reunir todas las fuerzas. En el universo actual, las tres fuerzas tratadas por el Modelo Estándar tienen muy distintos alcances y fuerzas. A nivel subatómico, la fuerza fuerte es la más poderosa, la débil es la más débil y la fuerza electromagnética está entre ambas.
Hacia el final de la década de 1960,no obstante, Weinberg, entonces en la Universidad de Harvard, demostró junto a Abdus Salam y Sheldon Glashow que esto no había sido siempre así. En el tipo de energías predominantes en el joven universo, las fuerzas débil y electromagnética tenían la misma fuerza; de hecho, se unificaban. La expectativa era que si se extrapolaba lo suficientemente atrás hacia el Big Bang, la fuerza fuerte también sucumbiría, y se unificaría con la electromagnética y la débil en una única súper-fuerza.
En 1974 Weinberg y sus colegas Helen Quinn y Howard Georgi demostraron que el Modelo Estándar podía realmente hacer que sucediera – pero sólo aproximadamente. Al principio se vio como un gran éxito, pero esta reunificación no tan exacta empezó pronto a crear fallos en los físicos que trabajaban en las “grandes teorías unificadas” de las interacciones de la naturaleza.
Alrededor de esta época es cuando hace su aparición la supersimetría, debutando en el trabajo de los físicos soviéticos Yuri Golfand y Evgeny Likhtman que nunca tuvo repercusión en occidente. Se debió a Julius Wess de la Universidad de Karlsruhe en Alemania y Bruno Zumino de la Universidad de California en Berkeley, el llevar sus radicales prescripciones a un público más amplio unos años después.
Wess y Zumino estaban tratando de aplicar el principio simplificador favorito de la física, la simetría, al zoo de partículas subatómicas. Su objetivo era demostrar que la división del dominio de partículas en fermiones y bosones es el resultado de una pérdida de simetría que había en los inicios del universo.
De acuerdo con la supersimetría, cada fermión está emparejado con un bosón supersimétrico más masivo, y cada bosón con un súper-hermano fermiónico. Por ejemplo, el electrón tiene el selectrón (un bosón) como su compañero supersimétrico, con el fotón emparejado con el fotino (un fermión). En esencia, las partículas que conocemos son meramente son los renacuajos de una camada el doble de grande.
La clave para la teoría es que en la sopa de alta energía de los inicios del universo, las partículas y sus supercompañeros eran indinstinguibles. Cada par coexistía como entidades individuales sin masa. Conforme el universo se expandía y enfriaba, no obstante, esta supersimetría se rompió. Compañeros y supercompañeros tomaron caminos distintos, convirtiéndose en partículas individuales con masas distintas entre sí.
La supersimetría era una idea llamativa, pero también una aparentemente poco recomendable aparte de su atractivo para los fetichistas de la simetría. Hasta que, aquí aparece, se aplica al problema de jerarquía. Resultó que la supersimetría podía solventar todas esas molestas contribuciones procedentes de las interacciones del Higgs con partículas elementales, las que provocan que la masa se descontrole. Simplemente se cancelan por las contribuciones de sus compañeros supersimétricos. “La supersimetría hace que la cancelación sea muy natural”, dice Nathan Seiberg de la Universidad de Princeton.
Eso no era todo. En 1981 Georgi, junto con Savas Dimopoulos de la Universidad de Stanford, rehizo los cálculos de reunificación de fuerzas que había realizado con Weinberg y Quinn, pero con la supersimetría añadida a la mezcla. Encontró que las curvas que representaban la fuerza de las tres fuerzas podía unirse con asombrosa precisión en los inicios del universo. “Si tienes dos curvas, no es sorprendente que se corten en algún punto”, dice Weinberg. “Pero si tienes tres curvan que se cortan en el mismo punto, entonces no es tan trivial”.
Este segundo golpe a favor de la supersimetría fue suficiente para convertir a muchos físicos en verdaderos creyentes. Pero fue cuando empezaron a estudiar algunas de las cuestiones generadas por la nueva teoría cuando las cosas se pusieron realmente interesantes.
Una apremiante cuestión concernía al paradero actual de las partículas supersimétricas. Electrones, fotones y todo lo demás están a nuestro alrededor, pero no hay señal de selectrones y fotinos, ni en la naturaleza ni en ningún experimento de acelerador de alta energía hasta el momento. De existir tales partículas, deben ser extremadamente masivas, requiriendo enormes cantidades de energía para fabricarlas.
Unas partículas tan grandes no durarían mucho dado que decaerían en un residuos de partículas supersimétricas más ligeras y estables, conocidos como neutralinos. Aún masivos, los neutralinos no tienen carga eléctrica e interactúan con la materia normal de forma extremadamente más timorata por medio de la fuerza nuclear débil. No es sorprendente que haya escapado a la detección hasta el momento.
Cuando los físicos calcularon cuánto residuo de neutralino debería haber, quedaron desconcertados. Era una cantidad descomunal – mucha más que toda la materia normal del universo.
¿Empieza a sonarte familiar? Sí, así es: parecía que los neutralinos cumplían todos los requisitos para la materia oscura que las observaciones astronómicas nos persuadían de que debe dominar el cosmos. Un tercer golpe para la supersimetría.
Cada una de las tres cuestiones que la supersimetría se propone resolver – el problema jerárquico, el problema de la reunificación y el problema de la materia oscura – podría tener su propia respuesta única. Pero los físicos siempre se inclinan más a favor de las teorías de propósito general si pueden encontrar una. “Es verdaderamente reafirmante que haya una idea que resuelva estas tres cosas lógicamente independientes”, dice Seiberg.
El ámbito de la supersimetría no acaba aquí. Como Seiberg y su colega de Princeton Edward Witten han demostrado, la teoría también puede explicar por qué los quarks nunca se han visto de forma aislada, sino siempre en grupos unidos por la fuerza fuerte en partículas mayores como protones y neutrones. En el modelo estándar no existe ninguna indicación matemática de por qué debería ser esto así; con supersimetría, eso se desprende de forma natural de las ecuaciones. De forma similar, las matemáticas derivadas de la supersimetría pueden decirnos de cuántas formas puedes plegar una superficie de cuatro dimensiones, un problema de otra forma intratable en topología.
Todo esto parece indicar una verdad fundamental encerrada dentro de la teoría. “Cuando algo tiene aplicaciones más allá de aquello para lo que ha sido diseñado, entonces dices, ‘bueno, esto va más al fondo’”, dice Seiberg. “La belleza de la supersimetría en realmente abrumadora”.
Por desgracia, la belleza matemática no es una promesa suficiente por sí misma. También necesitas pruebas experimentales. “Es vergonzoso”, dice Michael Dine de la Universidad de California en Santa Cruz. “Hay un montón de papel gastado en algo que se sostiene en estos hilos”.
Podrían encontrarse pruebas circunstanciales de supersimetría en distintos experimentos diseñados para encontrar y caracterizar la materia oscura en rayos cósmicos que pasan a través de la Tierra. Estos incluyen al experimento de Búsqueda Criogénica de Materia Oscura dentro de la Mina Soudan en el norte de Minnesota y el experimento Xenon bajo la montaña Gran Sasso en Italia central. Sondas espaciales como el satélite Fermi de la NASA también escrutan la Vía Láctea buscando las señales que se espera que se produzcan cuando dos neutralinos se encuentran y aniquilan.
La mejor prueba vendría, no obstante, si pudiésemos producir neutralinos directamente a través de colisiones en un acelerador. El problema es que no estamos completamente seguros de cómo de potente debería ser ese acelerador. La masa de los supercompañeros depende con precisión de cuándo se rompió la supersimetría cuando se enfrió el universo y las partículas estándar se separaron de sus supercompañeras. Distintas versiones de la teoría no han logrado una sincronización consistente. Algunas variantes incluso sugieren que ciertos supercompañeros son lo suficientemente ligeros para haber sido generados en aceleradores como el Gran Colisionador de Electrón-Positrón – el prodecesor del LHC en el CERN – o el colisionador Tevatron en Batavia, Illinois. Aunque ninguno de los aceleradores ha encontrado nada.
La razón de que los físicos estén tan entusiasmados con el LHC, sin embargo, es que el tipo de supersimetría que mejor resuelve el problema jerárquico se hará visible a las mayores energías que explorará el LHC. De forma similar, si los neutralinos tienen la masa adecuada para formar la materia oscura, deberían producirse en gran número en el LHC.
Desde el accidente durante la puesta en marcha del acelerador el año pasado, el CERN ha adoptado una aproximación más tranquila en el reinicio del LHC. Durante el primer año impactará dos rayos de protones con una energía total de 7 teraelectrón-voltios (TeV), la mitad de la energía para la que está diseñado. Incluso eso es un paso adelante importante respecto a los 1,96 TeV que el Tevatron, el anterior poseedor del récord, podía lograr. “Si las partículas supersimétricas más pesadas pesan menos de un teraelectrón-voltio, entonces podrían ser generadas bastante copiosamente en las primeras etapas de ejecución del LHC”, dice el teórico del CERN John Ellis.
De ser así, los eventos después de que se reinicie el acelerador podrían ser paradójicos. Los protones que impacten en el LHC estarán compuestos de partículas hechas de quarks y gluones, y producen unos restos extremadamente confusos. Podría llevar mucho tiempo encontrar al Higgs entre toda esa basura, dice Ellis.
Cualquier partícula supersimétrica, por otra parte, decaerá en apenas 10-16 segundos en un montón de partículas secundarias, culminando en una cascada de neutralinos. Debido a que los neutralinos apenas interaccionan con otras partículas, escaparán a los detectores del LHC. Paradójicamente, esto puede hacerlos fáciles de detectar dado que la energía y momento que portan parecerá que se desvanece. “Esto, en principio, es algo bastante distintivo”, dice Ellis.
Por lo que si existen pruebas de la supersimetría en la forma que esperan la mayor parte de teóricos, podrían ser descubiertas mucho antes de la partícula de Higgs, cuyos problemas propone resolver SUSY. Cualquier visión de algo que parezca un neutralino serían muy buenas noticias. Como poco sería el mejor avistamiento hasta la fecha de una partícula de materia oscura. Mejor aún, nos diría que la naturaleza es fundamentalmente supersimétrica.
Hay una sensación de entusiasmo palpable en lo que podría encontrar el LHC en los próximos años. “Estaré encantado si es la supersimetría”, dice Seiberg. “Pero también si es alguna otra cosa. Necesitamos más pistas sobre la naturaleza. El LHC nos dará estas pistas”.
Autor: Anil Ananthaswamy
Fecha Original: 11 de noviembre de 2009
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Qué ganas de que funcione el LHC!!!!
Aunque temo que al ser tan complejo, no llegue a funcionar bien nunca.
Al leer el interesante trabajo, me he deleitado con las muchas explicaciones que se nos han facilitado y, me he reido con los comentarios del bueno de Steven Einberg que expresa terror por la posible aparición del Bosón de Higgs.
Los que estamos enamorados de la Física, hace mucho tiempo que esperábamos la puesta en marcha del LHCEs que, instalado en una de las cavernas excavadas en el corazón montañoso del Jura, y, unidas por un túnel de 27 km de largo, que discurre a 100 metros de profundidad en la frontera entre el País francés y Suiza, en cuyo interior se alberga el magnifico acelerador (Largue Hadrón Collider), el mayor colisionador de partículas jamás construido. En alguna ocasión ya he mencionado este descomunal proyecto, idea de Carlo Rubbia, premio Nóbel italiano y director responsable de la construcción del CERN.
Este enorme acelerador, es en realidad, un anillo dentro del cual se harán viajar haces de protones a altas velocidades y en direcciones opuestas que, en un momento dado, harán colisionar. El violento encuentro alcanzará un nivel de energía hasta ahora jamás logrado: 14 TeV, capaz de recrear las condiciones cercanas a las existentes en los orígenes del Universo, apenas una décima de millonésima de segundo después del Big Bang.
El proyecto que lleva años desde su comienzo y ha pasado por diversas contingencias económico-políticas, parece haber llegado al final después de haber consumido un coste de más de 50.000 millones de euros. Los Físicos lo denominan LHC, abreviando su nombre, y cuando se ponga en marcha (a pleno rendimiento) dará comienzo una excitante aventura a la búsqueda de muchas respuestas pendientes, allí se dará el primer paso para una nueva exploración del microcosmos de la materia.
Con este nuevo acelerador de partículas, será posible llegar más allá de los quarks, lo que, hasta el momento, era solo un sueño. La tarea la realizaran cuatro imponentes instrumentos (el superimán CSM, Atlas, LHC-b y Alice) instalados en el gran anillo.
Si Demócrito de Abdera, aquel filósofo griego, pudiera estar aquí, sería testigo directo de lo equivocado que estaba al considerar indivisible el átomo, y, de cuanta razón tenía, al considerar que toda la materia estaba compuesta por átomos.
Sabido es por todos que el átomo, está formado, por un núcleo (donde reside la materia) rodeado por electrones. En el núcleo residen dos protones y neutrones que, están formados por los quarks allí confinados y sujetos por gluones. Sin embargo, se presiente que ahí no acaba todo, se espera hallar algo más, y es ahí donde entra la misión del nuevo acelerador colisionador LHC.
Para saber si hay algo más que los quarks, se necesitaba contar con algo capaz de generar energías hasta ahora imposibles, y, el LHC, lo podrá conseguir. Su extraordinaria potencia es posible hoy gracias a las nuevas tecnologías,
especialmente a los imanes superconductores que estarán congelados a 271 grados bajo cero. De esta forma, permiten alcanzar en 27 km una energía de colisión para la cual, con imanes normales, se necesitaría disponer de un acelerador de 120 km.
¿Qué descubrirá este superacelerador?
“Ante todo, esperamos capturar el bosón de Higgs, capaz de descifrar la diferente masa de las partículas. Conocido y previsto en la teoría, con él sabremos, además, de qué está formada la materia oscura presente en el Universo”.
Explica Humberto Dosselli, uno de los principios físicos del CERN.
El premio Nóbel León Lederman, llamó al bosón de Higgs, la “Partícula Divina”. Él creía que, cuándo al fin la pudiéramos encontrar, encontraríamos también las respuestas a muchas preguntas pendientes de respuestas.
Yo, como todos los enamorados de la Física, me he alegrado mucho con esta noticia, estoy seguro de que nos dará mucho más de lo que se espera. Puede ir más allá de los quark, y, acercarse a eso que denominamos sipersimetría que, podrían podrían traer de la mano a esas partículas exóticas y complejas, e incluso nos permita capturar al bosón de Higgs, pero además, aunque de manera indirecta, nos podrá dar señales sobre la existencia de las supercuerdas. Sin embargo, en relación a la materia oscura, la verdad, no espero mucho, esa respuesta está en otra parte.
En 1.949, el Físico francés Louis de Broglie, que gano el premio Nóbel, propuso construir un laboratorio europeo de Física de partículas. Su idea caló hondo en la comunidad internacional y, tres años más tarde 11 países europeos dieron el visto bueno y el dinero para construir el CERN, inaugurado en Ginebra en 1.954 y, al que tanto debe la Física.
Desde aquel entonces, aquí andamos ahora especulando con lo que nos pueda traer el LHC que, a diferencia de Weibberg, no creo que sea (aunque se descubra el Bosón de Higgs) ningún cierre de caminos, sino que, por el contrario, nos abrirá las puertas de par en par hacia nuevos descubrimientos y, no digamos lo que para el Modelo Estándar (tan feo ahora) puede supiner el hallazgo.
Pero, según los datos que barajamos, la energía potencial tomada del campo de Higgs difiere en varios aspectos de la acción de los campos familiares. La masa tomada de Higgs es en realidad masa en reposo. De hecho, en la que quizá sea la versión más apasionante de la teoría del campo de Higgs, éste genera toda la masa en reposo. Otra diferencia es que la cantidad de masa que se capta del campo es distinta para las distintas partículas.
Los teóricos dicen que las masas de las partículas de nuestro modelo estándar miden con qué intensidad se acoplan éstas al campo de Higgs.
La influencia de Higgs en las masas de los quarks y de los leptones, nos recuerda el descubrimiento por P. Zeeman, en 1.896, de la división de los niveles de energía de un electrón cuando se aplica un campo magnético al átomo. El campo (que representa metafóricamente el papel de Higgs) rompe la simetría del espacio de la que el electrón disfrutaba.
Hasta ahora no tenemos ni idea de que reglas controlan los incrementos de masa generados por el Higgs (de ahí la expectación creada por el nuevo acelerador de partículas LHC). Pero el problema es irritante: ¿por qué sólo esas masas –Las masas de los W+, W-, y Zº, y el up, el down, el encanto, el extraño, el top y el bottom, así como los leptones – que no forman ningún patrón obvio?
Las masas van de la del electrón 0’0005 GeV, a la del top, que tiene que ser mayor que 91 GeV. Deberíamos recordar que esta extraña idea (el Higgs) se empleó con mucho éxito para formular la teoría electro débil (Weinberg-Salam). Allí se propuso el campo de Higgs como una forma de ocultar la unidad de las fuerzas electromagnéticas y débiles. En la unidad hay cuatro partículas mensajeras sin masa los W+, W-, Zº y fotón que llevan la fuerza electro-débil.
Además está el campo de Higgs, y, rápidamente, los W y Z chupan la esencia de Higgs y se hacen pesados; el fotón permanece intacto. La fuerza electrodébil se fragmenta en la débil (débil porque los mensajeros son muy gordos) y la electromagnética, cuyas propiedades determina el fotón, carente de masa. La simetría se rompe espontáneamente, dicen los teóricos. Prefiero la descripción según la cual el Higgs oculta la simetría con su poder dador de masa.
Las masas de los W y el Z se predijeron con éxito a partir de los parámetros de la teoría electro débil. Y las relajadas sonrisas de los físicos teóricos nos recuerdan que Gerard ´t Hooft y Veltman dejaron sentado que la teoría entera esta libre de infinitos.
Todos los intentos y los esfuerzos por hallar una pista del cuál era el origen de la masa fallaron. Feynman escribió su famosa pregunta: “¿Por qué pesa el muón?”. Ahora, por lo menos, tenemos una respuesta parcial, en absoluto completa. Una vez potente y segura nos dice: “! Higgs ¡” Durante más de 60 años los físicos experimentadores se rompieron la cabeza con el origen de la masa, y ahora el campo Higgs presenta el problema en un contexto nuevo; no se trata sólo del muón. Proporciona, por lo menos, una fuente común para todas las masas. La nueva pregunta feynmariana podría ser: ¿Cómo determina el campo de Higgs la secuencia de masas, aparentemente sin patrón, que da a las partículas de la materia?
La variación de la masa con el estado de movimiento, el cambio de masa con la configuración del sistema y el que algunas partículas (el fotón seguramente y los neutrinos posiblemente) tengan masa en reposo nula son tres hechos que ponen entre dicho que el concepto de masa sea una tributo fundamental de la materia.
Habrá que recordar aquel cálculo de la masa que daba infinito y nunca pudimos resolver; los físicos sólo se deshicieron de él “renormalizándolo”, ese truco matemático que emplean cuando no saben hacerlo bien.
Ese es el problema de trasfondo con el que tenemos que encarar el problema de los quarks, los leptones y los vehículos de las fuerzas, que se diferencian por sus masas. Hace que la historia de Higgs se tenga en pie: la masa no es una propiedad intrínseca de las partículas, sino una propiedad adquirida por la interacción de las partículas y su entorno.
La idea de que la masa no es intrínseca como la carga o el espín resulta aún más plausible por la idílica idea de que todos los quarks y fotones tendrían masa cero. En ese caso, obedecerían a una simetría satisfactoria, la quiral, en la que los espines estarían asociados para siempre con su dirección de movimiento. Pero ese idilio queda oculto por el fenómeno de Higgs.
¡Ah, una cosa más! Hemos hablado de los bosones gauge y de su espín de una unidad; hemos comentado también las partículas fermiónicas de la materia (espin de media unidad). ¿Cuál es el aspecto de Higgs? Es un bosón de espin cero. El espín supone una direccionalidad en el espacio, pero el campo de Higgs de masa a los objetos dondequiera que estén y sin direccionalidad. Al Higgs se le llama a veces “bosón escalar” [sin dirección] por esa razón.
La interacción débil, recordareis, fue inventada por E. Fermin para describir la desintegración radiactiva de los núcleos, que era básicamente un fenómeno de poca energía, y a medida que la teoría de Fermi se desarrolló, llegó a ser muy precisa a la hora de predecir un enorme número de procesos en el dominio de energía de los 100 MeV. Así que ahora, con las nuevas tecnologías y energías del LHC, las esperanzas son enormes para, por fin, encontrar el bosón Higgs origen de la masa… y algunas cosas más.
Hay que responder montones de preguntas. ¿Cuáles son las propiedades de las partículas de Higgs y, lo que es más importante, cuál es su masa? ¿Cómo reconoceremos una si nos la encontramos en una colisión de LHC? ¿Cuántos tipos hay? ¿Genera el Higgs todas las masas, o solo las hace incrementarse? ¿Y, cómo podemos saber más al respecto?
También a los cosmólogos les fascina la idea de Higgs, pues casi se dieron de bruces con la necesidad de tener campos escalares que participasen en el complejo proceso de la expansión del Universo, añadiendo, pues, un peso más a la carga que ha de soportar el Higgs.
El campo de Higgs, tal y como se lo concibe ahora, se puede destruir con una energía grande, o temperaturas altas. Estas generan fluctuaciones cuánticas que neutralizan el campo de Higgs. Por lo tanto, el cuadro que las partículas y la cosmología pintan juntas de un universo primitivo puro y de resplandeciente simetría es demasiado caliente para Higgs. Pero cuando la temperatura cae bajo los 10’5 grados Kelvin o 100 GeV, el Higgs empieza a actuar y hace su generación de masas. Así por ejemplo, antes de Higgs teníamos unos W, Z y fotones sin masa y la fuerza electrodébil unificada.
El Universo se expande y se enfría, y entonces viene el Higgs (que engorda los W y Z, y por alguna razón ignora el fotón) y de ello resulta que la simetría electrodébil se rompe.
Tenemos entonces una interacción débil, transportada por los vehículos de la fuerza W+, W-, Z0, y por otra parte una interacción electromagnética, llevada por los fotones. Es como si para algunas partículas del campo de Higgs fuera una especie de aceite pesado a través del que se moviera con dificultad y que las hiciera parecer que tienen mucha masa. Para otras partículas, el Higgs es como el agua, y para otras, los fotones y quizá los neutrinos, es invisible.
De todas las maneras, es tanta la ignorancia que tenemos sobre el origen de la masa que, nos agarramos como a un clavo ardiendo el que se ahoga, en este caso, a la partícula de Higgs que, algunos, han llegado a llamar:
¡La partícula Divina!
¡Ya veremos en que termina todo esto!
Peter Higgs, de la Universidad de Edimburgo, introdujo la idea en la física de partículas. La utilizaron los teóricos Steven Weinberg y Salam, que trabajaban por separado, para comprender como se convertía la unificada y simétrica fuerza electrodébil, transmitida por una feliz familia de cuatro partículas mensajeras de masa nula, en dos fuerzas muy diferentes: la QED con un fotón carente de masa y la interacción débil con sus W+, W- y Zº de masa grande. Weinberg y Salam se apoyaron en los trabajos previos de Sheldon Glasgow, quien tras los pasos de Julián Schwinger, sabía sólo que había una teoría electrodébil unificada, coherente, pero no unió todos los detalles. Y estaban Jeffrey Goldstone y Martines Veltman y Gerard’t Hooft. También hay otras a los que había que mencionar, pero lo que siempre pasa, quedan en el olvido de manera muy injusta. Además, ¿Cuántos teóricos hacen falta para encender una bombilla?
La verdad es que, casi siempre, han hecho falta muchos. Recordemos el largo recorrido de los múltiples detalle sueltos y físicos que prepararon el terreno para que, llegara Einstein y pudiera, uniéndolo todos, exponer su teoría relativista.
Sobre la idea de Peter Higgs, Veltman, uno de sus arquitectos, dice que es una alfombra bajo la que barremos nuestra ignorancia. Glasgow es menos amable y lo llamó retrete donde echamos las incoherencias de nuestras teorías actuales. La objeción principal: que no tenemos la menor prueba experimental.
Ahora, por fin la tendremos con el LHC, y ésta pega, se la traspasamos directamente a la teoría de supercuerdas.
El modelo estándar es lo bastante fuerte para decirnos que la partícula de Higgs de menor masa (podría haber muchas) debe “pesar” menos de 1 TeV. ¿Por qué? Si tiene más de 1 TeV, el modelo estándar se vuelve incoherente y tenemos la crisis de la unitariedad.
Después de todo esto, llego a la conclusión de que, el campo de Higgs, el modelo estándar y nuestra idea de cómo se hizo el Universo dependen de que se encuentre el bosón de Higgs. Y ahora, por fin, tenemos un acelerador con la energía necesaria para que nos la muestre y que con su potencia pueda crear para nosotros una partícula que pese nada menos que 1 TeV.
¡La confianza en nosotros mismos, no tiene límites! Nuestra imaginación tampoco.
Mientras que Einstein conjeturó el marco entero de la relatividad general con sólo intuición física, los físicos de partículas se estaban ahogando en una masa de datos experimentales y como comentaba el gran físico Enrico Fermi “si yo pudiera recordar los nombres de todas estas partículas, habría sido botánico”. Tal era el número de partículas que surgían de entre los restos de los átomos tras las colisiones en los aceleradores que las hacían chocar a velocidades cercanas a c.
Toda la materia consiste en quarks y leptones, que interaccionan intercambiando diferentes tipos de cuantos, descritos por los campos de Maxwell y de Yang-Mills.
El Modelo Estándar nos describe todas las familias de partículas subatómicas que componen la materia y cómo actúan las fuerzas al interaccionar con ellas, incluyendo la teoría de Maxwell del electromagnetismo que gobierna la interacción de los electrones y de la luz, y que se conoce por electrodinámica cuántica, cuya corrección ha sido verificada experimentalmente dentro de un margen de error de una parte en 10 millones, lo que la hace ser la teoría más precisa en la historia de la física.
Llegar al Modelo Estándar de la Física costó el esfuerzo de más de un siglo de investigación y trabajo teórico de muchos en el descubrimiento del dominio subatómico.
La fuerza débil gobierna las propiedades de los “leptones”, tales como el electrón, el muón y el mesón tau y sus neutrinos asociados. Al igual que las otras fuerzas, los leptones interaccionan intercambiando cuantos, llamados bosones W y Z.
Estos cuantos también se describen matemáticamente por el campo de Yang-Mills. A diferencia de la fuerza gluónica, la fuerza generada por el intercambio de bosones W y Z es demasiado débil para mantener los leptones en una resonancia, de modo que no vemos un número infinito de leptones emergiendo de nuestros colisionadores de átomos.
De la fuerza fuerte, el Nobel Steven Weinberg, uno de los creadores del Modelo Estándar, escribió: “Existe una larga tradición de la física teórica que no afectó a todos, ni mucho menos, pero ciertamente me afectó a mí: la que decía que las interacciones fuertes [eran] demasiado complicadas para la mente humana”.
Las características más interesantes del Modelo Estándar es que está basado en la simetría; podemos ver su señal inequívoca dentro de cada una de estas interacciones. Los quarks y los leptones no son aleatorios, sino que se presentan en pautas definidas en el Modelo.
Este modelo de la física que explica las fuerzas que interaccionan con las partículas creadoras de materia, no incluye la fuerza de la gravedad.
El Modelo Estándar es práctico y ha sido y es una poderosa herramienta para todos los físicos, sin embargo, al no incluir la gravedad, es incompleto. Cuando se intenta unir el Modelo Estándar con la teoría de Einstein, la teoría resultante da respuestas absurdas.
Este modelo es feo y complicado:
1)36 quarks, que se presentan en 6 “sabores” y 3 “colores” y sus ré-plicas en antimateria para describir las interacciones fuertes.
2)8 campos de Yang-Mills para describir los gluones, que ligan los quarks.
3)4 campos de Yang-Mills para describir las fuerzas débiles y elec-tromagnéticas.
4)6 tipos de leptones para describir las interacciones débiles.
5)Un gran número de misteriosas partículas de “Higgs” necesarias para ajustar las masas y las constantes que describen a las partículas.
6)Al menos 19 constantes arbitrarias que describen las masas de las partículas y las intensidades de las diversas interacciones. Estas diecinueve constantes deben ser introducidas a la fuerza; no están determinadas en modo alguno por la teoría.
Así las cosas, está claro que hay que buscar otro modelo.
La fealdad del Modelo Estándar puede contrastarse con la simplicidad de las ecuaciones de Einstein, en las que todo se deducía de primeros principios. Para comprender el contraste estético entre el Modelo Estándar y la teoría de la relatividad general de Einstein debemos comprender que, cuando los físicos hablan de “belleza” en sus teorías, realmente quieren decir que estas “bellas” teorías deben poseer al menos dos características esenciales:
1. Una simetría unificadora.
2. La capacidad de explicar grandes cantidades de datos experimentales con las expresiones matemáticas más económicas.
El Modelo Estándar falla en ambos aspectos, mientras que la relatividad general los exhibe, ambos, de manera bien patente. Nunca una teoría dijo tanto con tan poco; su sencillez es asombrosa y su profundidad increíble. De hecho, desde que se publicó en 1.915, no ha dejado de dar frutas, y aún no se han obtenido de ella todos los mensajes que contiene.
Al contrario de la relatividad general, la simetría del Modelo Estándar, está realmente formada empalmando tres simetrías más pequeñas, una por cada una de las fuerzas; el modelo es espeso e incómodo en su forma. Ciertamente no es económica en modo alguno. Por ejemplo, las ecuaciones de Einstein, escritas en su totalidad, sólo ocupan unos centímetros y ni siquiera llenaría una línea de esta página. A partir de esta escasa línea de ecuaciones, podemos ir más allá de las leyes de Newton y derivar la distorsión del espacio, el Big Bang y otros fenómenos astronómicos importantes como los agujeros negros. Por el contrario, sólo escribir el Modelo Estándar en su totalidad requeriría, siendo escueto, un par de páginas de esta libreta y parecería un galimatías de símbolos complejos sólo entendibles por expertos.
Los científicos quieren creer que la naturaleza prefiere la economía en sus creaciones y que siempre parece evitar redundancias innecesarias al crear estructuras físicas, biológicas y químicas.
Y, si todo eso es así (que lo es), creo que la aparición del Bosón de Higgs sólo nos puede abrir nuevas puertas y, desde luego, creará un modelo más completo y bello que el que ahora podemos exhibir.
Ruego que perdoneis la extensión que, sólo está aconsejada por el apasionamiento que el tema me transmite.
Buen fin de semana a todos.
El artículo es magnífico y tu “expansión” la guinda.
Debíamos hacer una porra sobre lo que va a encontrar el LHC. Yo apuesto porque nada de esto xD.
Gracias por el trackback.
El artículo sin duda es muy bueno.
Enhorabuena por el articulo Kanijo. Es un resumen un poco corto, pero fundamentalmente correcto.
gracias………………………………………………………..
Soy matemático y sigo este problema desde hace tiempo. Y yo me digo, solo llevamos aqu unos 200.000 años y ya queremos saber de donde viene todo? Somos unos ‘monos’ muy listos, pero me temo que el LHC no nos desvelara nada nuevo (porque la naturaleza es mas compleja de lo que pensamos). No deberíamos dejar los presupuestos a un lado y realizar el proyecto que, dado que es un bien para la humanidad, nos ayudaria a entender nuestra propia naturaleza? (por desgracia podemos ser tan avaros como inteligentes)
Compañero bob, es cierto, somos unos monos muy listos y, lo mejor de todo es que, hasta podemos tener sentimientos y llegar a sentir amor. Los 200.000 años que llevamos por aquí (aunque no lo parezca) han sido muy bien aprovechados. Si miramos hacia atrás en la Historia del hombre podremos ver una larga lista de logros que se pierden en el horizonte de los tiempos desde los sumerios (y antes) hasta nuestros días.
En cuanto a lo que nos traerá el LHC, decir que no traerá nada resulta, al menos, un poco arriesgado, ya que, en ese Proyecto han intervenido miles de mentes de las mejores del planeta y, te puedo asegurar que, no se han gastado más de 50.000 millones de euro para nada y por capricho, todo está muy bien calculado y, el haber adoptado la postura de construir el LHC, estaba aconsejado por los indicios obtenidos en el Fermilab, allí, los físicos experimentales vislumbraron la sombra del Bosón de Higgs pero, por falta de energía, no se pudo alcanzar o lograr el encuentro.
Y, además, como nos dice el bonito artículo de arriba, no sólo vamos al encuentro del esquivo Bosón de Higgs, sino que, además, hay muchas posibilidades de que aparezcan otras partículas predichas y no halladas hasta el momento, y, además, tendremos algunas sorpresas venidas desde los océanos de Higgs que nos contaran algunas cuestiones que hace tiempo nos ronda por la cabeza y que no acabamos de esclarecer.
Piensa, amigo, que el Proyecto es muy complejo y que en él intervienen muchos factores que habrá que ir regulando a medida que las pruebas sean realizadas pero, finalmente, el Beneficio Neto de la Empresa, será muy, muy superior a la inversión realizada y, el esfuerzo de muchos…será al fin recompensado.
¡Que así sea!
Que el LHC no nos desvele nada nuevo, es ser poco optimista, no crees??
50000 millones de inversión espero que sean para algo!!
Cada dia, mas de 200.000 niños mueren solo en africa por desnutrición!!
No me digas que esa inversión va a servir de poco!! Ademas, parte es dinero público, si no me equivoco!!
Mucha ciencia ronda por nuestra cabeza, quizás demasiada, que nubla nuestro cerebro!!
Egoistas como los animales si somos. En algo nos parecemos si!! Eso se da por hecho!
Sí, pero los niños no mueren de hambre por culpa del CERN ni del LHC, mueren de hambre porque un grupo de descendientes de chulo se gastan un montón de pasta en acumular poder y joder todo. Si buscas un culpable para eso, mejor que mires a las multinacionales y las personas que tienen la sartén por el mango, y la forma en que está organizada nuestra sociedad.
Sólo nos salvará el conocimiento, tanto de las amenazas de la naturaleza como de nosotros mismos. Como dijeron recientemente en las manifiestaciones en Francia en defensa de la enseñanza pública, “la educación es cara, la ignorancia mucho más”.
“Sí, pero los niños no mueren de hambre por culpa del CERN ni del LHC, mueren de hambre porque un grupo de descendientes de chulo se gastan un montón de pasta en acumular poder y joder todo. Si buscas un culpable para eso, mejor que mires a las multinacionales y las personas que tienen la sartén por el mango, y la forma en que está organizada nuestra sociedad.”
Esos problemas no se solucionan repitiendo topicos y cegandose con manias, envidias u odios ideologicos.
Cuando no existian multinacionales había hambre en el mundo, y mas, por tanto no es esa la causa.
La causa de que mueran niños de hambre es una cuestion cultural, no puede ser de otra forma cuando en esos paises los padres gustan de tener 10 hijos como una cifra ideal. Si se tienen muchos hijos en paises pòbres, en cuanto hay un año peor de lo normal se mueren los mas jovenes. (el 99% son niños, no adultos). Y eso es algo que hace siglos sucedía tambien aquí (recordar el cuento de Pulgarcito).
Y se tienen muchos hijos para que trabajen para los padres. Quizas saber esto resulta desagradable para las delicadas mentes de los paises ricos, pero es un hecho. Confundir causas con lo que realmente son las soluciones que han funcionado en muchos paises solo empeora esos problemas.
Antiguamente había hambre porque no había recursos para todos. Por tanto, la cuestión de la organización social era relativamente secundaria (en realidad no, pero creo que se percibe la idea). Pero hoy en día hay abundancia de todo derivada de nuestro acceso a fuentes de energía muy baratas y asequibles, por tanto, la única responsable de esta situación es la situación social y política. Es decir, nuestro sistema social y económico. Llámale multinacionales, imperialismo, o como quieras, es un sistema descrito muy bien por Wallerstein y a estas alturas ya nadie discute los conceptos de centro y periferia.
La cuestión del exceso de población es caso aparte. Para el caso que comentamos del hambre, es responsable en un tanto por ciento muy pequeño. Por otro lado, en China tuvieron desde hace mucho tiempo (1951) el tema del control de natalidad administrado de forma muy estricta y sin margen para las coñitas, y tuvieron unas hambrunas que te cagas, así que cuando hay, hay, y cuando no hay, no hay. El tema que tenemos ahora mayormente es hay, muchísimo, pero tú te jodes.
Déjame ponerte un pequeño link que no es exactamente el que me gustaría para el contexto de este blog, pero no encontré otro en castellano:
http://www.izaronews.info/2009/11/los-continer-una-idea-exportable.html
“Por otro lado, en China tuvieron desde hace mucho tiempo (1951) el tema del control de natalidad administrado de forma muy estricta y sin margen para las coñitas, y tuvieron unas hambrunas que te cagas, así que cuando hay, hay, y cuando no hay, no hay.”
Lo que dice mucho de la eficacia de los sistemas autoritarios, intervencionistas y de economia planificada.
“Déjame ponerte un pequeño link que no es exactamente el que me gustaría para el contexto de este blog, pero no encontré otro en castellano:
http://www.izaronews.info/2009/11/los-continer-una-idea-exportable.html”
No veo que tenga mucha relacion con el tema del hambre. Si lo que quieres decir es que enviando esa comida caducada se solucionaría algun problema, solo sería a corto plazo a costa de empeorarlo a medio largo plazo: si regalas comida a familias que gustan de tener diez hijos dentro de pocos años multiplicarias el numero de niños desnutridos.
En cuanto a lo que cuentan como una noticia de este mes es algo muy conocido desde hace mucho tiempo. Recuerdo una temporada que viví en una casa okupa en Londres hace mas de un lustro y eso era el procedimiento habitual, y a veces traían cosas ricas, aunque no le pusieran esos nombres periodisticos a ello. Tambien conozco a gente que lo lleva haciendo hace bastantes años aquí. No le veo mucha relación con el tema de las hambrunas infantiles en paises pobres, salvo superficialmente.
Lo que no quiero es discutir de ideologías, sino de teorías científicas. xD Ni es éste el lugar tampoco.
Lo que quiero decir con el link por supuesto no es la chorrada de mandar comida. Me parece que cualquiera puede entender de éste que vivimos en un sistema que no sólo despilfarra, a la vista de los datos que se exponen en el link, sino que para despilfarrar necesita que otros pasen hambre. Es de dominio público que los países donde se pasa hambre a consecuencia de carencias y desestructuración de los sistemas de alimentación (¿te suena lo de soberanía alimentaria?) son mayormente aquellos que son saqueados de sus recursos naturales dejando a cambio no sólo poco o ningún valor añadido, sino caos y barbarie (obviamente, a ti para robarte sólo hay dos vías: que te dejes robar por las buenas o por las malas xD).
En cuanto a economías, el capitalismo no puede existir sin planificación central, de hecho tiende a ésta por mucho que intenten disimularlo, clarísimo lo tienes en la creación de los bancos centrales, y en consecuencia, lógica, a los monopolios. Las principales potencias, o lo declaran abiertamente (Alemania, Francia, Japón) o lo camuflan bajo una variada caterva de disparates, entre ellos teísmos y creacionismos varios y otras pavadas curiosas como la libertad para tener un arma.
Creo que nos hemos salido completamente del tema.
Acaso e escrito eso q dices?? Lo habras interpretado así.
No queria confundirte Jurl, ni a nadie. Hacia referencia al comentario q hacias mas arriba.
Simplemente, apuntar de que el LHC no a sido construido para fracasar en las expectativas puestas y que el dinero invertido no a sido en vano. Estoy seguro, de que será un antes y un después en la historia de la ciencia moderna.
Nada mas que eso.
Resumen sobre Cosmologia Moderna…
Una exelente aproximacion al estado actual de la Ciencia en la Fisica de Particulas y Cosmologia Moderna
……
Emilio: magníficos tus comentarios, como siempre.
Una observación: donde dices “Sabido es por todos que el átomo, está formado, por un núcleo (donde reside la materia) rodeado por electrones. En el núcleo residen dos protones y neutrones que…” debes referirte a un átomo de Helio, que tiene un núcleo con 2 protones y 2 neutrones. Pero la configuración del núcleo varía para los diferentes elementos químicos.
SalU2
Como bién dice Jurl, las inversiones en investigación y en Ciencia no son los responsables del hambre del mundo. Cada vez que se hace un experimento o se envía una sonda espacial, a renglón seguido los periodistas ponen el coste… Pero nadie se acuerda de decirnos “la guerra de X que ha costado N millones de vidas y tropecientos millones de euros”… tampoco nos dicen lo que cuesta rescatar de la ruina empresas privadas y bancos que están al borde de la quiebra por la avaricia de unos cuantos… A eso no se le ponen cifras… como tampoco se le ponen cifras a lo que cuesta un bombardeo, lo que han gastado en combustible los bombarderos por cada uno de sus salidas a sembrar la muerte… lo que cuesta un submarino nuclear con varios misiles balísticos con cabeza nuclear múltiple… lo que cuesta construir y mantener un portaviones….
Los responsables de cómo está el mundo son una serie de políticos irresponsables, su cortedad de miras, sus zafios propósitos, su ignorancia y su incapacidad de razonar con perspectiva.
Pero lo peor son los colaboradores necesarios, los cómplices de todo esto: la gente que mantiene su espíritu crítico dormido, que se dejan manipular por los medios al servicio del poder, los borregos incapaces de razonar por si mismos. Mención aparte merecen los tontos de solemnidad, los ignorantes vocacionales y los estómagos agradecidos.
Sin comentarios.
SalU2
Me llama la atención la insistencia de algunos comentarios que inciden siempre en lo mismo:
1) La Naturaleza es muy compleja.
2) Está por encima de nuestras posibilidades.
3) Por ende, debemos renunciar al conocimiento y abandonar la investigación
4) Es un desafío tratar de conocer cómo funciona el Universo y los que pretenden avanzar son unos soberbios. El desafío es a un dios X, a Manitú o entidad superior y bla bla bla.
Para todos esos, os tengo noticias:
1) El LHC abrirá nuevos horizontes al conocimiento de la Humanidad. Y esos conocimientos traerán nuevas preguntas y así sucesivamente.
2) Los nuevos conocimientos traerán aplicaciones en el futuro que hagan avanzar el bienestar de la Humanidad.
3) Una investigación en ciencia pura inicialmente parece una inversión sin sentido, pero la Historia te demuestra lo contrario. En el siglo XIX a Maxwell también le espetaron que sus ecuaciones sobre el electromagnetismo no servían para una mierda. Ahora, 150 años después tenemos decenas de aparatos que nos hacen más fáciles la vida y que no hubieran sido posibles si Maxwell no nos hubiera hecho entender la naturaleza del electromagnetismo: desde la electrónica de tu ordenador, tu TV, un marcapasos, tu móvil…. puedo seguir hasta el aburrimiento.
4) Los únicos interesados en que volvamos a las cavernas y renunciemos a conocer son unos cuantos iluminados, fanáticos religiosos, ignorantes y algunos políticos espabilados que prefieren gobernar a borregos manipulables que a personas capaces de pensar por si solas. Y es que si la gente empezara a pensar a algunos se le terminaría el chollo.
La educación y el conocimiento son nuestra única oportunidad para sobrevivir como especie. Ni Dios ni los marcianitos verdes van a venir a salvaros. Sólo nosotros seremos capaces de salvarnos… de nosotros mismos.
Pero el conocimiento hay que ganárselo, no viene caído del cielo ni por inspiración divina. Para algunos que comentan por aquí que renunciemos al conocimiento, les recomiendo que vuelvan a estudiar matemáticas de EGB; les sugiero empezar por la tabla de sumar, por ejemplo.
SalU2
Mas claro el agua y aun asi los borregos incapaces de razonar por si mismos, los tontos de solemnidad, los ignorantes vocacionales y demas morralla seguiran molestando por aqui y otros sitios de igual calibre con sus absurdos, sus contradicciones, su hipocresia y su burricie profunda.
Saludos.
Creo que Sagutxo lo ha dicho bien claro, a mi personalmente me preocupa que un matemático (o eso dice bob que es) piense de esa forma. Esa forma de pensar aparte de que se ha demostrado que es totalmente falsa no tiene cabida hoy en día en las disciplinas científicas.
A Emilio Silvera una puntualización: el coste estimado del LHC es de 5000 millones de euros (no 50000). El LHC, incluso antes de funcionar ya ha generado beneficios
de enorme valor: aparte de los beneficios derivados de las ganancias de las empresas (varias españolas) encargadas de fabricar las piezas, los conocimientos adquiridos en los campos de criogenización, ingeniería y computación en red (grid)
son enormes. Por ejemplo ya se habla que la aplicación de las tecnologias grid basadas en los conocimientos adquiridos en el CERN aplicadas a internet pueden mejorar la velocidad de internet en un factor de 10.000 (impresionante).
Ya en el campo de la física las expectativas puestas en el LHC son enormes y están plenamente justificadas. Todos los físicos del mundo están pendientes de los avances que producirá y pocos dudan de que los descubrimientos que se producirán en el LHC crearán una nueva era de avances revolucionarios que nos permitirán afrontar los mayores misterios de la ciencia actual. Casi nada…
Sagutxo parece que estas un poco enfadado… por todos estos comentarios.
Bueno no voy a criticar a nadie. No tengo conocimientos del tema, pero como cualquier humano puedo decir mi opinion… o por lo menos eso creo.
Me parece bien que avanzemos esta claro que hemos progresado mucho por los experimentos y los avanzes realizados en todo… pero (y siempre hay alguno), si miras un poco alrededor de la historia se ha avanzado en todo. Si antes nos matabamos con piedras, o palos de madera, hoy nos matamos con armas biologicas y nucleares, mañana que vamos a hacer? romper el planeta en pedazos?
Y no lo digo por nada simplemente que la humanidad no esta preparada para entender que Tierra es nuestra casa y lo malo que hacemos para ese planeta en realidad nos lo causamos a nosotros mismos, al saber cuantas cosas mas va soportar.
A lo mejor direis que me voy mucho del tema, pero lo que si estareis de acuerdo conmigo es que hay mucho hijo de puta suelto, con mucho dinero que a lo mejor piensa hasta que moriria que tiene mas derecho o mas poder que todos los demas. Estan por todos los lados y espera un primer paso para liderar el mundo. Y son animales, sin sentido sin sentiemientos, sin nada…
Tenemos el buen ejemplo al los descubridores de los rayos x t las reacciones nucleares que dijeron que es un bien para humanidad un avanze increible, pero como va cayer en manos de algun desgraciado va ser muy mal… Lo podemos ver con nuestros ojos… no hace falta nada.
En resumen…me siento un grano de arena en este planeta, y nos equivocamos bastante, porque de errores aprendemos, pero ultimamente ya no lo hacemos…
Solo espero que algun dia, pero espero que no en el ultimo, nos demos cuenta que somos una gran familia, una especie como cualquier otra de este planeta pero con un principal fallo… Nos sentimos superiores a todos los demas.
Gracias Iván y Plank.
Aleks, hace falta mucho más que esos comentarios a los que te refieres para que esté enfadado. No hay emoción en mis respuestas, hay una reflexión profunda en que la única escapatoria que tenemos al desastre de nuestra especie es la educación y la Ciencia. Creo que la Ciencia no es sólo un fin en si mismo, sino además una herramienta imprescindible para la supervivencia.
Me gustaría incidir en ese estereotipo de científico loco que, bata blanca en ristre, aprieta un botón rojo y organiza un tinglado de no te menées. Vamos a ver si razonamos EN PROFUNDIDAD:
No es la Ciencia y sus aplicaciones tecnológicas las que provocan desastres, sino los líderes políticos mundiales, algunos de los cuales distan mucho de ser personas mínimamente racionales y con algo de sentido común (George Bush, por poner un ejemplo). No son los científicos quienes toman decisiones, sino personas ajenas a la Ciencia. Personas que no tienen formación científica alguna y que, en el mejor de los casos, la tienen en ramas de letras, económica, jurídica o de humanidades. A veces, ni eso. Mis respetos para todos ellos, pero en esas ramas casi todo es opinable. Y ya se sabe, las opiniones son como el agujero del culo; todos tenemos uno. Es muy fácil amoldar la historia y otras disciplinas a nuestras ideas, hay un gran márgen para la subjetividad.
Pero en Ciencia, sobre todo en las básicas, las reglas las pone doña Natura. Y eres tú el que te tienes que amoldar a sus normas, no al revés. Pero esto es sistemáticamente ignorado por nuestros queridos políticos… que piensan que pueden gobernar la Naturaleza por decreto. Usan los frutos de la Ciencia humana para propósitos más propios de un primate territorial y agresivo de hace millones de años que de seres inteligentes avanzados. Su cortedad de miras y su ignorancia nos aboca a un probable desastre. Y su obediencia a intereses económicos poco escrupulosos es algo sabido por todos.
¿Quién toma la decisión de utilizar tecnología para crear miles de silos con misiles nucleares intercontinentales con cientos de cabezas atómicas y un poder de destrucción devastador, en lugar de invertirlo, por ejemplo, en investigación espacial, medicina, mejoras de la productividad alimentaria, etc…? Son nuestros queridos líderes políticos. Irracionales. Ignorantes. Absurdos. Mediocres. Faltos de preparación. Marionetas de las grandes corporaciones. Sin una visión de futuro a largo plazo. Siento si alguien se siente ofendido, pero es que a las cosas hay que llamarlas por su nombre.
Los científicos hacen su trabajo, que es hacer avanzar el conocimiento humano de la Naturaleza. La tecnología encuentra aplicaciones prácticas a la Ciencia. Y los que deciden en qué se usan los conocimientos y los recursos económicos son los políticos. Que cada uno asuma su responsabilidad. Así que no es de recibo que traten de endilgarle a la Ciencia los males que la mala gestión política provoca. Acabemos ya con ese cuento chino que no resiste el más mínimo análisis.
¿Sabemos todos cuál es el precio a pagar por gobernar de espaldas a la Naturaleza?. Creo que lo hemos empezado a comprobar… Pero algunos no se dan por enterados… pero la Naturaleza es testaruda. Y hay que hacer las cosas bién y a su debido tiempo. Luego no hay vuelta atrás.
Yo creo que no podemos seguir teniendo líderes elegidos con el mismo criterio que en la época de las cavernas. Si preguntas a la gente de tu alrededor en base a qué criterios votan, te puedes llevar las manos a la cabeza. No es un proceso reflexivo, sino emocional. Una ciudadanía educada en una actitud crítica, analítica y reflexiva, elegiría otra clase de personas más racionales para tomar las decisiones correctas. Quizás por eso a algunos no les interesa invertir en educación y fomentar el pensamiento crítico.
Cuando escucho a personas que son víctimas de la superstición y la credulidad, no me molesta: me preocupa. Porque para que la Humanidad sobreviva no podemos desperdiciar cerebros dormidos… Incluso la así llamada civilización occidental tiene serios retos a corto plazo, que comprometen su viabilidad. La forma en la que vivimos, con los estómagos llenos y las cabezas vacías, no se sostendrá por mucho tiempo. La Ciencia y la educación no son opciones: son un imperativo para salvarnos. A ti, a mi, a tus hijos, a tus nietos, a tus vecinos, a tus amigos, incluso a tus enemigos.
Por supuesto, es sólo mi opinión… de mi culo hablamos otro día.
SalU2
Bueno, Sagutxo has puesto el punto en la i.
Creo que no habia mejor manera de explicarlo, si hasta yo lo he entindido, bueno en realidad no es dificil de entender.
Y tienes mucha razon, es triste vivir en una sociedad enferma como la que tenemos.
Que mucho desearia que naciera en un mundo mas tranquilo, que tal por 2090 ?
Me gustaria si me podrias dejar algun contacto tuyo.
Saludos a todos, siento por no haber saludado a nadie, realmente son mis primeros comentarios en esta web.
He vuelto sobre mis pasos, ya que, aunque dejé varios comentarios sobre el tema, fueron apresurados por falta de tiempo y, la verdad, no me dejaron satisfechos al no responder, de manera plena a lo que aquí se plantea.
Desde el punto de vista experimental el LHC podría ser una fuente copiosa de partículas supersimétricas. En el LHC, dado que el sistema inicial está dado por partículas del Modelo Estándar, los protones incidentes, las partículas deberán `producirse a pares (en los modelos SUSY más plausibles) y éstas se desintegraran posteriormente en cadena en otras partículas menos masivas, hasta llegar a las partículas supersimétricas más ligeras, que ha de ser estable e interaccionar muy débilmente, con lo que suele escapar a la detección.
Esta partícula, conocida genéricamente como LSP puede identificarse, según el modelo supersimétrico que se considere, como el sneutrino (compañero del neutrino), el gravitino (del gravitón) o el neutralino, mezcla de los compañeros del fotón, y de los bosones Z y Higgs.
Las secciones eficaces de producción de los compañeros supersimétricos de quarks (squarks) y gluones (gluino) es muy grande una vez superado el umbral de energía para su creación, debido a que los acoplamientos con los partones constituyentes de los protones incidentes son muy intensos. Así, por ejemplo, se esperan hasta 100 sucesos al día de gluinos y squarks con una masa de ~ 1 TeV/c², a la luminosidad de 10³³ cm ˉ² s¯¹. Su desintegración en cascada dará lugar a topologías observables muy características, con multitud de jets y leptones de alta energía.
El hecho de que en el suceso haya partículas que escapen a la detección ofrece otra característica importante y es que habrá una violación aparente de la conservación de la energía, por lo tanto habrá una gran cantidad de lo que se denomina energía perdida.
En general, la evidencia experimental de la supersimetría no procederá de un pico inequívoco en un espectro de masas, dado que no está disponible toda la energía, sino que puede aparecer como un exceso de sucesos en alguna distribución particular de alguna magnitud reconstruida, sobre el fondo de suscesos producidos en sucesos bien conocidos dentro del ME. Esto implica un reto experimental arduo y laborioso.
En el caso de los squarks y gluinos, se espera poder explorar toda la región de masa hasta ~3 TeV/c². Una vez establecida la existencia de SUSY, el LHC podría medir con precisión la masa dee las partículas, y determinar así los parámetros fundamentales de la teoría, al menos en alguno de los escenarios propuestos.
Las teorías supersimétricas incorparan también un mecanismo de ruptura espontánea de la simetría electrodébil y consiguientemente el espectro del sector de Higgs del ME se ve a su vez ampliado, como mínimo a dos dobletes, que darían lugar a dos bosones de Higgs cargados y tres neutros. El más ligero de ellos (y neutro) resultaría, tras todas las correcciones radiativas, con una masa cercana a la escala de energía electrodébil (≤ 135 GeV/c²), y por tanto también accesible en el LHC en modos semejantes a los expuestos anteriomente para el Higgs del ME.
La confirmación experimental de la Supersimetría y la detección de la partícula LSP podrían aportar información valiosa para la Cosmología, ya que estas nuevas partículas, y en concreto la LSP (Lightest Supersymmetric Particle), podrían componer, total o parcialmente, la llamada materia oscura del universo, una materia no bariónica que no interacciona, no es detectable pero que contribuye (según se cree) a la Gravedad del universo. Argumentos cosmológicos y astrofísicos requieren que la LSP sea neutra en carga y color. En muchos modelos se propone al neutralino más ligero como partícula supersimétrica más ligera y estable, candidata a constituir la materia oscura.
Otras teorías que han recibido gran atención en las últimas décadas, aunque confinadas hasta muy recientemente al campo de la física teórica, son las Teorías de Supercuerdas que permiten la unificación de la Mecánica Cuántica conm la Gravedad (Einstein y Planck al fin juntos).
Pero esa, es otra historia.
Una pregunta (soy incapaz de enteder el 99’9%): Si la materia oscura es tan abundante en el universo, y es capaz de afectar la velocidad a la que se mueven las galaxias (suponiendo que sea eso correcto, quiere decir que interactua con la gravedad), cómo co*o no somos capaces de detectarla aquí? no debe afectar también a nuestra galaxia? a nuestro sistema solar?
Por cierto, una presentación muy entretenida (en inglés):
http://documentaryheaven.com/a-universe-from-nothing-lecture/
Un saludo!
Hola Migue_Ct, no hay que confundir los efectos con “el que” provoca dichos efectos, es decir, claro que nos afecta a nosotros, así nos hemos dado cuenta de su existencia, pero lo que no se sabe es de que está compuesta, como se distribuye, etc…
Por poner un ejemplo gráfico, imaginate la gente de la antiguedad al ver como el viento movía los árboles. Veian claramente el efecto sobre los árboles y su propia cara, pero sus instrumentos (ojos) eran incapaces de ver que era lo que impactaba contra los árboles para moverlos (atomos en estado gaseoso que conforman una atmosfera en una serie de capas, etc…).
Felicitar a Kanijo, Emilio Silvera y todos los demas por un articulo y comentarios tan interesantes, hasta los comentarios sobre el hambre me han parecido interesantes.
Uhmmm, entiendo tu explicación, aunque yo pensaba que sin materia oscura no hemos tenido problemas para explicar al milimetro el movimiento de los objetos de nuestro sistema solar, y otras muchos fenómenos no tan lejanos.
Pero también creo que cuando la cosmología moderna no es capaz de explicar los resultados de sus observaciones…todo se vuelve oscuro o negro (materia oscura, agujeros negros…), necesitamos luz!!!
Un saludo y gracias.
Por cierto, IGNOMINIOSAMENTE significa “causando una ofensa en el honor o dignidad de una persona”. Has mezclado esta palabra con OMINOSAMENTE, que significa funestamente. Otras alternativas más próximas al significado de ominously en inglés serían siniestramente, de aspecto amenazador/inquietante.
Ah, qué tonto soy: lo has traducido del inglés. El problema es que el significado de esta palabra es ligeramente distinto en los dos idiomas. En el idioma anglosajón se usa para describir desastres humillantes y meteduras de pata gordas, mientras que en español se usa para hechos vergonzosos y deshonrosos que no tienen justificación, es decir, hechos ofensivos, abyectos, viles, infames, rastreros y perversos. Yo habría usado humillante o vergonzoso
[...] en «En la búsqueda de un bosón de Higgs ligero,” Ciencia Kanija, 20 oct. 2008, y en «Confiamos en SUSY: Lo que realmente busca el LHC,” Ciencia Kanija, 13 nov. 2009. O incluso a MiGUi, «Buscando la supersimetría en el LHC: la [...]