_- Es un hallazgo que contradice una de las teorías más importantes y exitosas de la física moderna.
En las afueras de Chicago, en EE.UU., un grupo de científicos ha descubierto que la masa de una partícula subatómica no es la que debería ser.
Esta medición es el primer resultado experimental concluyente que está en desacuerdo con la famosa teoría del Modelo Estándar, que ha servido por años para determinar la masa aproximada de partículas subatómicas.
El equipo descubrió que una partícula de este tipo, conocida como bosón W, pesa más de lo que predice la teoría.
El resultado ha sido descrito como "impactante" por el profesor David Toback, coportavoz del proyecto, dado que podría conducir al desarrollo de una teoría nueva y más completa sobre cómo funciona el universo.
"Si los resultados son verificados por otros experimentos, el mundo se verá diferente", le dice a la BBC el académico, quien vislumbra incluso "un cambio de paradigma".
"El famoso astrónomo Carl Sagan dijo que 'afirmaciones extraordinarias requieren evidencia extraordinaria'. Creemos que tenemos eso", agregó.
Cuál fue el hallazgo
Los científicos del Fermilab Collider Detector (FCD), en Illinois, han encontrado una mínima diferencia en la masa del bosón W en comparación con lo que la teoría dice que debería ser: es de solo 0,1%.
Si esto se confirma con otros experimentos, las implicaciones serían enormes.
El llamado Modelo Estándar de la física de partículas ha predicho el comportamiento y las propiedades de las partículas subatómicas sin discrepancias de ningún tipo durante cincuenta años.
Hasta ahora.
El Fermilab está en Illinois.
El otro portavoz del FCD, el profesor Georgio Chiarelli, le dijo a la BBC que el equipo de investigación apenas podía creer lo que veían cuando obtuvieron los resultados.
"Nadie esperaba esto. Pensamos que tal vez nos equivocamos en algo".
Pero los investigadores revisaron minuciosamente sus resultados y trataron de buscar errores.
No encontraron ninguno.
El hallazgo, publicado en la revista Science, podría estar relacionado con pistas de otros experimentos en el Fermilab y el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), ubicado en la frontera entre Suiza y Francia.
Estos resultados, aún no confirmados, también sugieren desviaciones del Modelo Estándar, posiblemente como resultado de una quinta fuerza de la naturaleza aún no descubierta.
Actualización necesaria
Los físicos saben desde hace algún tiempo que la teoría necesita ser actualizada.
Sus postulados no pueden explicar la presencia de material invisible en el espacio, la llamada Materia Oscura, ni la continua expansión acelerada del universo por una fuerza denominada Energía Oscura.
Tampoco pueden explicar la gravedad.
Mitesh Patel, experto del Imperial College de Londres que trabaja en el LHC, cree que si se confirma el resultado del Fermilab, podría ser el primero de muchos que podrían presagiar el mayor cambio en nuestra comprensión del universo desde las teorías de la relatividad de Einstein hace 100 años.
"La esperanza es que al final veamos un hallazgo espectacular que no solo confirme que el Modelo Estándar se ha derrumbado como una descripción de la naturaleza, sino que también nos dé una nueva dirección para ayudarnos a entender lo que somos", dijo.
"Si esto se mantiene, tiene que haber nuevas partículas y nuevas fuerzas para explicar cómo hacer que estos datos sean consistentes", agregó.
Precauciones
Pero el entusiasmo en la comunidad de físicos se atenúa cuando se revisan experimentos anteriores.
Aunque el resultado del Fermilab es la medida más precisa de la masa del bosón W hasta la fecha, no coincide con otras dos de las medidas más precisas de experimentos previos que sí están en línea con el Modelo Estándar.
"Necesitamos saber qué está pasando con la medición", dice el profesor Ben Allanach, físico teórico de la Universidad de Cambridge.
"El hecho de que tengamos otros dos experimentos que concuerdan entre sí y con el Modelo Estándar y que estén muy en desacuerdo con este experimento me preocupa", agrega.
El Gran Colisionador de Hadrones está construido en un túnel circular de 27 km de largo bajo la frontera franco-suiza.
Todos los ojos están ahora puestos en el Gran Colisionador de Hadrones, que debe reiniciar sus experimentos después de una actualización de tres años.
La esperanza es que estos estudios proporcionen los resultados que sentarán las bases para una nueva teoría de la física más completa.
"La mayoría de los científicos serán un poco cautelosos", dice Patel.
"Hemos estado aquí antes y nos hemos sentido decepcionados, pero todos esperamos en secreto que esto sea realmente así y que en nuestra vida podamos ver el tipo de transformación sobre la que hemos leído en los libros de historia", señala.
https://www.bbc.com/mundo/noticias-61033989
Mostrando entradas con la etiqueta Física teórica. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta Física teórica. Mostrar todas las entradas
lunes, 11 de abril de 2022
jueves, 21 de octubre de 2021
Teoría de las cuerdas: cómo comprender el Universo partiendo de las matemáticas de la música de Pitágoras
Desde que los humanos existimos hemos mirado las estrellas y nos hemos preguntado cómo llegaron allí y qué hay más allá de ellas.
Los científicos durante mucho tiempo han estado buscado una teoría simple que explique cómo funciona el Universo.
Una teoría del todo.
Muchas teorías han sido probadas y hasta ahora ninguna no ha logrado explicar completamente lo que vemos en nuestro Universo.
Pero hay una idea particularmente atractiva que algunos físicos teóricos piensan que podría ser la correcta: la teoría de cuerdas.
La teoría de cuerdas es finita. No explota, no colapsa sobre sí misma. Por eso creemos en ella. Otras teorías colapsan, explotan, pero la teoría de cuerdas no", le dijo a la BBC el renombrado físico teórico Michio Kaku.
Kaku ha pasado décadas lidiando con -e intentando responder- algunas de las preguntas más importantes que existen
"¿Qué pasó antes del Big Bang? ¿Hay otros universos? ¿Qué hay al otro lado de la creación? ¿O al otro lado de un agujero negro? ¿Son posibles los agujeros de gusano (o puente de Einstein-Rosen) o las dimensiones más altas? ¿Vivimos en un multiverso?".
Michio Kaku, físico teórico.
"Todas esas preguntas no pueden ser respondidas usando nuestra comprensión actual".
Cuando el doctor Kaku habla de "nuestra comprensión actual", se refiere a nuestras mejores teorías actuales sobre la forma en que funciona el Universo.
En verdad, se contradicen entre sí y, a veces, hasta dan resultados contradictorios.
La teoría general de la relatividad de Albert Einstein funciona perfectamente bien para las predicciones sobre los movimientos de las estrellas y las galaxias, pero no funciona cuando se aplica al comportamiento de las partículas subatómicas.
La teoría de Einstein explica lo inmenso, pero no lo diminuto.
Por el contrario, la teoría cuántica es genial con los átomos, pero predice que todo el Universo debería colapsar en un agujero negro, lo que claramente no hace porque todavía estamos aquí.
Entonces, ¿encontraremos alguna vez una sola teoría que lo explique todo?
"Hace 2.000 años Pitágoras se hizo la misma pregunta.
"El gran matemático griego pensó que debería haber un principio unificador, un paradigma por el cual resumir la vasta creación que vemos a nuestro alrededor en el Universo que conocemos".
Pitágoras de Samos (c. 570 - c. 495 a.C.)
"Miró a su alrededor y vio una lira.
"Cuando pulsas una cuerda de lira, obtienes una nota. Si tocas otra, obtienes otra nota, y él dijo: '¡Ajá! Las matemáticas de la música son lo suficientemente ricas como para explicar la diversidad de todo lo que vemos a nuestro alrededor'".
"Y sólo recientemente se nos ocurrió una nueva idea basada en la idea pitagórica de la música".
En otras palabras, la teoría de cuerdas. Entonces, ¿Cómo pasamos de las reflexiones musicales de Pitágoras a la física?
El primer puerto de escala sería un acelerador de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN, donde las partículas diminutas se rompen en pedazos en colisiones de alta energía y luego se estudian detalladamente.
Estos experimentos son la mejor manera de probar teorías sobre cómo funciona el Universo.
Entonces, ¿Qué predice la teoría de cuerdas que veremos?
¿Pura música?
"Ahora creemos que todos esos cientos de partículas subatómicas que obtenemos rompiendo protones en el Gran Colisionador de Hadrones no son más que notas musicales como creía Pitágoras.
"Si tuviéramos un súper microscopio y pudiéramos mirar en un electrón, ¿Qué veríamos? Una banda elástica. Una banda elástica vibratoria".
Por supuesto, Kaku no quiere decir una banda elástica real, sino más bien algo parecido a una banda elástica.
O para decirlo de otra manera, las cuerdas de la teoría de cuerdas y, al igual que las cuerdas de un instrumento musical, si pones algo de energía en ellas, vibran.
"Si vibra de una manera, lo llamamos electrón, si vibra de otra manera, se llama neutrino. Si vibra de otra forma, se llama quark, pero es la misma banda elástica".
Distintas vibraciones, diferentes nombres.
Así que la teoría de cuerdas ofrece una posibilidad tentadora: una explicación para la gran variedad que vemos en el Universo, desde las colisiones de estrellas hasta las colisiones de átomos.
Por supuesto, la teoría de cuerdas es solo eso, una teoría, o una hipótesis, para ser más exactos.
Sus críticos señalan que muchas de sus predicciones son incomprobables, algo que el propio doctor Kaku reconoce.
Sus defensores, sin embargo, la consideran la mejor esperanza de unificar la física.
Kaku incluso cree que la teoría de cuerdas podría explicar el misterio que es la materia oscura.
La materia oscura, según esta teoría, estaría compuesta de cuerdas que vibran a octavas más altas.
"La materia oscura constituye la mayor parte de la materia del Universo. Es invisible y mantiene unidas a las galaxias. Pero, ¿Cómo lo demostramos?
"Creemos que la materia oscura podría ser la próxima octava de la cuerda.
"Si pudieras magnificar todas las partículas que ves alrededor nuestro, veríamos muchas bandas elásticas vibrando a diferentes frecuencias.
"Pero la banda elástica tiene octavas más altas. Eso creemos que es materia oscura".
Si el doctor Kaku tiene razón, la enorme complejidad de todo el Universo podría reducirse a la simple y elegante vibración de cuerdas.
"Creo que algo que la gente debería entender es que la física en el nivel fundamental se vuelve cada vez más simple pero también más poderosa cuanto más profundo vamos.
"El Universo es más simple de lo que pensábamos".
Los científicos durante mucho tiempo han estado buscado una teoría simple que explique cómo funciona el Universo.
Una teoría del todo.
Muchas teorías han sido probadas y hasta ahora ninguna no ha logrado explicar completamente lo que vemos en nuestro Universo.
Pero hay una idea particularmente atractiva que algunos físicos teóricos piensan que podría ser la correcta: la teoría de cuerdas.
La teoría de cuerdas es finita. No explota, no colapsa sobre sí misma. Por eso creemos en ella. Otras teorías colapsan, explotan, pero la teoría de cuerdas no", le dijo a la BBC el renombrado físico teórico Michio Kaku.
Kaku ha pasado décadas lidiando con -e intentando responder- algunas de las preguntas más importantes que existen
"¿Qué pasó antes del Big Bang? ¿Hay otros universos? ¿Qué hay al otro lado de la creación? ¿O al otro lado de un agujero negro? ¿Son posibles los agujeros de gusano (o puente de Einstein-Rosen) o las dimensiones más altas? ¿Vivimos en un multiverso?".
Michio Kaku, físico teórico.
"Todas esas preguntas no pueden ser respondidas usando nuestra comprensión actual".
Cuando el doctor Kaku habla de "nuestra comprensión actual", se refiere a nuestras mejores teorías actuales sobre la forma en que funciona el Universo.
En verdad, se contradicen entre sí y, a veces, hasta dan resultados contradictorios.
La teoría general de la relatividad de Albert Einstein funciona perfectamente bien para las predicciones sobre los movimientos de las estrellas y las galaxias, pero no funciona cuando se aplica al comportamiento de las partículas subatómicas.
La teoría de Einstein explica lo inmenso, pero no lo diminuto.
Por el contrario, la teoría cuántica es genial con los átomos, pero predice que todo el Universo debería colapsar en un agujero negro, lo que claramente no hace porque todavía estamos aquí.
Entonces, ¿encontraremos alguna vez una sola teoría que lo explique todo?
"Hace 2.000 años Pitágoras se hizo la misma pregunta.
"El gran matemático griego pensó que debería haber un principio unificador, un paradigma por el cual resumir la vasta creación que vemos a nuestro alrededor en el Universo que conocemos".
Pitágoras de Samos (c. 570 - c. 495 a.C.)
"Miró a su alrededor y vio una lira.
"Cuando pulsas una cuerda de lira, obtienes una nota. Si tocas otra, obtienes otra nota, y él dijo: '¡Ajá! Las matemáticas de la música son lo suficientemente ricas como para explicar la diversidad de todo lo que vemos a nuestro alrededor'".
"Y sólo recientemente se nos ocurrió una nueva idea basada en la idea pitagórica de la música".
En otras palabras, la teoría de cuerdas. Entonces, ¿Cómo pasamos de las reflexiones musicales de Pitágoras a la física?
El primer puerto de escala sería un acelerador de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN, donde las partículas diminutas se rompen en pedazos en colisiones de alta energía y luego se estudian detalladamente.
Estos experimentos son la mejor manera de probar teorías sobre cómo funciona el Universo.
Entonces, ¿Qué predice la teoría de cuerdas que veremos?
¿Pura música?
"Ahora creemos que todos esos cientos de partículas subatómicas que obtenemos rompiendo protones en el Gran Colisionador de Hadrones no son más que notas musicales como creía Pitágoras.
"Si tuviéramos un súper microscopio y pudiéramos mirar en un electrón, ¿Qué veríamos? Una banda elástica. Una banda elástica vibratoria".
Por supuesto, Kaku no quiere decir una banda elástica real, sino más bien algo parecido a una banda elástica.
O para decirlo de otra manera, las cuerdas de la teoría de cuerdas y, al igual que las cuerdas de un instrumento musical, si pones algo de energía en ellas, vibran.
"Si vibra de una manera, lo llamamos electrón, si vibra de otra manera, se llama neutrino. Si vibra de otra forma, se llama quark, pero es la misma banda elástica".
Distintas vibraciones, diferentes nombres.
Así que la teoría de cuerdas ofrece una posibilidad tentadora: una explicación para la gran variedad que vemos en el Universo, desde las colisiones de estrellas hasta las colisiones de átomos.
Por supuesto, la teoría de cuerdas es solo eso, una teoría, o una hipótesis, para ser más exactos.
Sus críticos señalan que muchas de sus predicciones son incomprobables, algo que el propio doctor Kaku reconoce.
Sus defensores, sin embargo, la consideran la mejor esperanza de unificar la física.
Kaku incluso cree que la teoría de cuerdas podría explicar el misterio que es la materia oscura.
La materia oscura, según esta teoría, estaría compuesta de cuerdas que vibran a octavas más altas.
"La materia oscura constituye la mayor parte de la materia del Universo. Es invisible y mantiene unidas a las galaxias. Pero, ¿Cómo lo demostramos?
"Creemos que la materia oscura podría ser la próxima octava de la cuerda.
"Si pudieras magnificar todas las partículas que ves alrededor nuestro, veríamos muchas bandas elásticas vibrando a diferentes frecuencias.
"Pero la banda elástica tiene octavas más altas. Eso creemos que es materia oscura".
Si el doctor Kaku tiene razón, la enorme complejidad de todo el Universo podría reducirse a la simple y elegante vibración de cuerdas.
"Creo que algo que la gente debería entender es que la física en el nivel fundamental se vuelve cada vez más simple pero también más poderosa cuanto más profundo vamos.
"El Universo es más simple de lo que pensábamos".
Suscribirse a:
Entradas (Atom)
Entradas
