La masa de los neutrinos explicada en 60 segundos.

Artículo publicado por Gary Feldman en septiembre de 2008 en  Symmetry magazine

Las masas de los neutrinos son muy difíciles de medir. Mientras que sabemos con precisión la masa del electrón, tenemos poca información acerca de la masa de su compañera neutra, el neutrino electrónico. Lo mismo ocurre con el neutrino muónico y el neutrino tau.

Durante mucho tiempo los científicos pensaron que los neutrinos tenían masa nula. Pero los experimentos revelaron que los tres tipos de neutrinos podían transformarse entre sí, un proceso denominado oscilación de neutrinos. Y de acuerdo con la teoría cuántica, esto es sólo posible si los neutrinos tienen masa. Observaciones cosmológicas y experimentos en el laboratorio indican que las masas de los tres tipos de neutrinos deben ser extremadamente pequeñas: el electrón, la partícula cargada más ligera, es al menos un millón de veces más pesada que cualquiera de los tres tipos de neutrino.

Masas de los neutrinos © por Sandbox Studio

Los físicos piensan que el origen de la masa de los neutrinos está estrechamente relacionado con procesos subatómicos que tuvieron lugar poco despues del big bang. La determinación de las masas de los neutrinos es un primer paso para conocer dichos procesos.

Hasta ahora, los experimentos de oscilaciones de neutrinos han proporcionado información de la diferencia de masa entre los diferentes tipos de neutrinos. Futuros experimentos con intensos haces de neutrinos producidos en aceleradores, que recorrerán al menos 500 millas a través de la tierra, nos dirán cuál es la masa de los tres tipos de neutrino.


Autor: Gary Feldman
Fecha original: septiembre 2008
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El neutrino explicado en 60 segundos.

Artículo publicado por Debbie Harris en abril de 2010 en Symmetry

El neutrino es quizás la partícula con el nombre más apropiado: es pequeño, neutro, y pesa tan poco que nadie ha sido capaz de medir su masa todavía.

Los neutrinos están entre las partículas más abundantes en el universo; hay 700 millones de ellos por cada protón. Cada vez que los núcleos atómicos se unen (como en el sol) o se dividen (como en un reactor nuclear) producen neutrinos. Incluso un plátano emite neutrinos, que provienen de la radioactividad natural del potasio en la fruta. Sin neutrinos el sol no brillaría y tendría elementos más pesados que el hidrógeno.

Un plátano con neutrinos © Crédito Sandbox Studio

Una vez producidas, estas partículas fantasmales casi nunca interaccionan con otras partículas. Decenas de billones de neutrinos solares atraviesan tu cuerpo cada segundo, día y noche, pero no puedes sentirlos.

Los teóricos predijeron la existencia del neutrino en 1930, pero los experimentadores tardaron en descubrirlo 26 años. Hoy, con abundantes y usualmente contradictorias teorías sobre la naturaleza del neutrino, los experimentadores están intentando determinar la masa de la partícula, cómo interacciona con la materia, y si el neutrino es su propia antipartícula. Algunos piensan que los neutrinos podrían ser la razón de que toda la antimateria desapareciera después del big bang, dejándonos en un universo de materia.

Así que si queremos entender el universo, deberíamos entender mejor el neutrino.


Autor: Debbie Harris
Fecha original: abril 2010
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Fábricas de mesones B explicadas en 60 segundos.

Artículo publicado por Steve Sekula entre diciembre de 2005 y enero de 2006 en Symmetry

Las fábricas de mesones B son máquinas científicas que exploran las condiciones del universo a edades muy tempranas, creando y analizando un gran número de mesones B, partículas que contienen un quark b. Uno de los objetivos de las fábricas de mesones B es explorar las diferencias entre los mesones B y sus antipartículas con el objetivo de entender por qué el universo está dominado por la materia.

Fábrica de mesones B © Crédito Sandbox Studio

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El positrón explicado en 60 segundos.

Artículo publicado por Youhei Morita en abril de 2007 en Symmetry

El positrón es la antipartícula del electrón. Tiene exactamente la misma masa que el electrón, pero con carga eléctrica opuesta. Alejado de la materia, puede existir para siempre, pero cuando un positrón se encuentra con un electrón, las dos partículas se aniquilan, produciendo energía. El físico teórico Paul Dirac predijo la existencia de los positrones y de otras antipartículas en 1928. Combinando la descripción clásica del movimiento del electrón con las nuevas teorías de la mecánica cuántica y de la relatividad especial, Dirac encontró una sorprendente solución a sus ecuaciones: un electrón moviéndose con energía negativa, que es imposible en la física clásica. Dirac interpretó su resultado como una antipartícula moviéndose con energía positiva. Cuatro años más tarde, el físico Carl Anderson observó en un experimento en una cámara de niebla el positrón predicho por Dirac. Por sus descubrimientos, Dirac y Anderson recibieron el premio Nobel.

Movimiento del positrón © Crédito Sandbox Studio

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Violación CP explicada en 60 segundos.

Artículo publicado por Yosef Nir en octubre de 2005 en Symmetry

¿Son las leyes de la naturaleza las mismas para la materia y la antimateria? Los físicos usan el término “CP” (carga y paridad) para hablar de la simetría entre materia y antimateria. Si la naturaleza tratase de la misma forma a la materia y a la antimateria, la naturaleza tendría sería simétrica respecto a CP. Si no, la naturaleza viola la simetría CP.

Equilibrio de materia y antimateria © Crédito Sandbox Studio

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Antimateria explicada en 60 segundos.

Artículo publicado por Michael Doser en octubre/noviembre de 2004 en Symmetry

La antimateria está hecha de partículas con características opuestas a las de las partículas de materia usuales. Considera esta analogía: cava un agujero, y haz una colina con la tierra excavada. El agujero y la colina tienen características opuestas – el volumen de la tierra en la colina y el del agujero de donde se ha sacado la tierra. Para las partículas, propiedades como la carga eléctrica, son opuestas a las de sus antipartículas – una positiva y la otra de la misma magnitud, pero negativa. También, la antimateria aniquilará a la materia en una explosión de energía, así como la colina llena el agujero, desapareciendo así ambos.

La antimateria como un hoyo © by Kanijoman

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Lentes gravitatorias explicadas en 60 segundos

Artículo publicado por Phil Marshall en Symmetry

Las lentes gravitatorias son una herramienta útil para los cosmólogos modernos: los cuerpos masivos curvan la trayectoria de la luz, enfocándola hacia el observador, lo que provoca que objetos lejanos aparezcan aumentados y distorsionados, o incluso múltiples imágenes del mismo objeto.

La teoría de la relatividad general de Einstein nos dice cómo los rayos de luz se ven afectados por el espacio curvo alrededor de una galaxia o de un cúmulo de galaxias actuando como una lente. Es interesante el hecho de que el efecto de lente es mayor que el esperado para la cantidad de masa que se observa. Este hecho corrobora la idea de que el constituyente principal de las galaxias y los cúmulos es la materia oscura, que no emite radiación electromagnética.

Lente gravitatoria

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Una colonia de soluciones

Artículo publicado por Bridget Murphy el 14 de febrero de 2011 en Cosmos

La naturaleza ha averiguado algunas soluciones increíbles a problemas complejos de la vida, inspirando a ingenieros programadores a dar con nuevos y mejores algoritmos de programación.

Con un cerebro rudimentario y sin memoria, las hormigas individuales no son especialmente inteligentes, pero en grupos han mostrado capacidad para resolver problemas complejos.

Hormigas argentinas

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El gran acto de desaparición de la gravedad

Artículo publicado por Diana Steele en febrero de 2010 en la web de Cosmos.

La gravedad puede estar fugándose de los agujeros negros hacia una nube invisible de dimensiones curvadas. Esta teoría puede parecer extraña, pero algunos físicos piensan que pueden probarla creando agujeros negros diminutos en el LHC.

Los agujeros negros parecen la respuesta de la ciencia a un hecho de ciencia ficción: curvando el propio tejido del espacio-tiempo y atrapando la materia y la luz en un agarre gravitatorio mortal, esperan allí, listos para tragarse flotas de naves espaciales y mundos enteros.

Gravedad y Teoría del Todo

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Por qué la Teoría de Cuerdas implica supersimetría

Teoría de CuerdasEl argumento más importante, y con diferencia, a favor de la supersimetría es que parece estar implicada por la Teoría de Cuerdas, la única teoría unificadora de las fuerzas fundamentales conocida hasta el momento, y muy probablemente, la única matemáticamente posible.

Echemos un vistazo a esta relación más de cerca.

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El Principio no Antrópico

Principio AntrópicoPor qué podría ser cierto, cómo podría definirse exactamente, y qué implicaría.

La típica aplicación del principio antrópico en la literatura está basada en la asunción de que nuestro universo – y nuestra especie – está entre los más típicos universos – y especies- en el multiverso, al menos entre los universos que admiten vida inteligente.

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Historiadores científicos descifran el “código de Platón”

Escritos de PlatónUn historiador de la ciencia de la Universidad de Manchester ha descifrado el “Código de Platón”, los mensajes secretos en los escritos del gran filósofo, sobre los que se lleva discutiendo desde hace mucho tiempo.

Platón fue el Einstein de la edad dorada de Grecia y su trabajo fundó la cultura occidental y la ciencia. Los descubrimientos del Dr. Jay Kennedy revolucionarán la historia de los orígenes del pensamiento occidental.

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Probando la mejor teoría de la naturaleza hasta el momento

Experimento de estadística del espínLa mejor teoría para explicar el mundo subatómico nació en 1928 cuando el teórico Paul Dirac combinó la mecánica cuántica con la relatividad especial para explicar el comportamiento del electrón. El resultado fue la mecánica cuántica relativista, que se transformó en un ingrediente primario en la teoría cuántica de campos. Con unas pocas suposiciones y unos ajustes ad-hoc, la teoría cuántica de campos ha probado ser suficientemente poderosa para formar la base del modelo estándar de las partículas y las fuerzas.

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El entrelazamiento cuántico mantiene unido el ADN

ADN entrelazadoUn nuevo modelo teórico sugiere que el entrelazamiento cuántico ayuda a prevenir que las moléculas de la vida se rompan.

Hubo un tiempo, no hace mucho, en el que los biólogos juraban y perjuraban que la mecánica cuántica no podía jugar ningún papel en los sistemas calientes y húmedos de la vida.

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Los relojes cósmicos podrían tener la llave a los secretos del universo

RadiotelescopioUn equipo internacional de científicos han desarrollado una nueva y prometedora técnica que podría convertir a los púlsares – relojes cósmicos naturales excelentes – en registradores del tiempo todavía más precisos.

Este importante avance, liderado por científicos de la Universidad de Manchester y que ha aparecido el 24 de junio en la revista Science Express, podría mejorar la búsqueda de ondas gravitatorias y ayudar en los estudios del origen del universo.

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¿Qué es una ley física, después de todo?

Julian BarbourAlgo desconcertante y al mismo tiempo estimulante de la física es que preguntas aparentemente sencillas siguen sin respuesta. Cuando escuchas las preguntas que los físicos tratan de responder, a veces te dices a ti mismo, espera, ¿quieres decir que no sabéis eso? La física podría definirse como la materia que trata de descifrar por qué el mundo parece incomprensiblemente complejo en un principio, pero al examinarlo con detalle, está gobernado por leyes simples. Estas leyes, aplicadas repetidamente, producen la complejidad observada. Con esta definición, podrías pensar que los físicos al menos han explicado qué entienden por una “ley física”.

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Nueva teoría cuántica separa las masas gravitatoria e inercial

Masa cuánticaEl principio de equivalencia es una de las piedras angulares de la relatividad general. Ahora los físicos han usado la mecánica cuántica para mostrar cómo falla.

El principio de equivalencia es una de las ideas más fascinantes de la ciencia moderna. Este principio establece que la masa gravitatoria y la masa inercial son idénticas. Einstein lo formuló así: la fuerza gravitatoria que experimentamos en la tierra es idéntica a la fuerza que experimentaríamos si estuviéramos en una nave espacial con una aceleración de 1g. Newton podría haber dicho que la masa m en F=ma es la misma que las m’s en F=Gm1m2/r2.

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La Teoría de “Twistores” reinicia la última revolución en las supercuerdas

Roger PenroseUn simple giro del destino: una vieja idea de Roger Penrose entusiasma a los teóricos de cuerdas.

A finales de la década de 1960, el distinguido físico y matemático de la Universidad de Oxford, Roger Penrose, encontró una forma radicalmente nueva de desarrollar una teoría unificada de la física. En vez de tratar de explicar cómo las partículas se mueven e interactúan dentro del espacio y del tiempo, propuso que el espacio y el tiempo mismos eran construcciones secundarias que emergen desde un nivel más profundo de la realidad. Pero su así llamada teoría de twistores no obtuvo atención, y sus problemas conceptuales bloquearon a sus pocos defensores. Como muchos otros intentos de unificar la física, los twistores fueron dados por muertos.

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Lo locura de las masas

Los animales lunares de John HerschelEngaños masivos y brotes histéricos han ocurrido a lo largo de la historia, y no hay ninguna razón para creer que no volverán a suceder de nuevo.

Antes del siglo XX, la mayoría de estos casos – conocidos por sociólogos y psicólogos como enfermedades masivas sociogénicas – implicaban a personas expuestas a una estricta disciplina por un periodo largo tiempo.

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El límite de Carnot

Leonard CarnotMucho antes de que se comprendiese la naturaleza del calor , se determinó el límite  fundamental de la eficiencia de los motores basados en el uso del calor.

Cada vez que los ingenieros tratan de diseñar un nuevo tipo de motor basado en el uso del calor o mejorar un diseo ya existente, se topan con un límite fundamental a su eficiencia: el límite de Carnot.

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