Un salto atrás en la física para un nuevo impulso

Hoy he estado leyendo un interesantísimo artículo de un físico altamente implicado en los trabajos relacionados con el CERN de Ginebra, Ben Allanach, y concretamente con el famoso acelerador de partículas LHC. Sí, ese que nos engullirá a todos en un agujero negro.

Reconozco que he empezado la lectura con cierto pesimismo, esperando otro evangelizador de ideas que no tienen base alguna experimental y no son falsables, y viendo el tono inicial del mismo, muy similar a mucho otro material que se publica actualmente. Luego he empezado a creer que el texto iba a darme una desagradable sorpresa, cuando ha empezado a hablar de la teoría de cuerdas, y, sobre todo, de la supersimetría. Ambas, cuerdas y supersimetría, son dos ideas que llevan años encima de las mesas de los físicos, y que no han aportado nada concreto; solo números y más números, pero sin resultados visibles y evidentes. Incluso el autor del texto parece reconocer que la supersimetría, que era la gran esperanza de la teoría de cuerdas, es una quimera sin base científica alguna. El artículo comenzaba a tomar un tono mucho más prometedor.

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Partículas conocidas y sus hipotéticas compañeras supersimétricas

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LQG y comunicaciones hiperlumínicas (parte I).

Comenzaré aquí la primera parte de dos entradas para explicar un modelo teórico de comunicaciones hiperlumínicas, que habilitarían al ser humano el enviar y recibir información a velocidades superiores a la de la luz. Para ello haré uso de conceptos actuales de física teórica, y de la gravedad cuántica de bucles, una moderna teoría de unificación de la gravedad con la mecánica cuántica. Vamos a ello.

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La Era Oscura de la física teórica

Es posible que el título de esta entrada sea algo catastrofista. Pero no está demasiado alejado de la realidad.

Me explicaré. La física que se conocía y teorizaba hace 70 años disponía de una serie de elementos clave que explicaban las características generales del universo. Esto se puede ver con un ejemplo creo que muy evidente: Peter Higgs, el hombre que desarrolló la idea de la existencia del bosón de Higgs, nació en 1929, y propuso su idea del famoso bosón de Higgs, que algunos llaman con gran error “la partícula de Dios”, en los años sesenta.

Recientemente se ha verificado su idea, pero eso no debe hacer olvidar un aspecto crítico de lo que le ocurre actualmente a la física teórica: en los últimos 50 años, no ha habido pasos significativos. Podemos decir, sin ninguna duda y con entusiasmo, que se han apuntalado muchos de los aspectos de lo que en física se conoce como Teoría Estándar, que explica tres de las cuatro fuerzas conocidas: el electromagnetismo, la fuerza nuclear débil, y la fuerza nuclear fuerte. Pero deja atrás la cuarta fuerza, la gravedad, que en realidad ni siquiera es una fuerza, sino una distorsión del campo espacio-temporal del universo, como perfectamente explica la teoría de la relatividad general de Einstein. Se han dado avances, pero no se han constatado grandes logros; solo se han resuelto los que ya estaban planteados muchas décadas atrás.

Varios son los retos que la física debe superar actualmente, y que tozudamente se resisten a ser resueltos, por razones que van desde poca inversión, desidia, y obsesión por los resultados rápidos. Explicaré todo esto a continuación.

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Una nueva y encantadora partícula

Estos días se está hablando en la prensa especializada del descubrimiento de una partícula “encantadora” (charming, en inglés). El uso de este adjetivo no es casual, ya que dos de sus partículas que la componen son de tipo “charm”, que en español significa “encanto”. ¿Por qué se llama así? Bueno, porque había que ponerle un nombre, y los físicos teóricos también tienen sentido del humor, incluso he conocido a alguno que sonrió una vez. Es broma; lo hizo dos veces.

Esta partícula no es elemental. Como todos los bariones, está compuesta de quarks. Bariones muy conocidos son el protón y el neutrón, que están formados por combinaciones de dos quarks “up” y un quark “down” o viceversa. La gracia de esta nueva partícula es que está formada por dos quarks más pesados, de tipo “charm” y un quark de tipo “arriba”, conformando una partícula que tiene una masa cuatro veces la de un protón. Estas partículas se han descubierto en el CERN de Ginebra, y su sigma es ya lo suficientemente alto como para dar por confirmados los datos. El “sigma” es un valor que se usa en cálculos estadísticos y de probabilidad para determinar la veracidad de una información. En general, un sigma 5 o superior indicará la seguridad del descubrimiento. Aquí se ha excedido claramente ya ese valor.

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Nueva partícula en el zoo de partículas de la Teoría Estándar

La partícula recibe el nombre mnemotécnico de Xi-cc++, aunque alguien pronto le pondrá un nombre encantador. ¿Qué tiene de especial esta partícula? Varias cosas:

  • Permite confirmar que la Teoría Estándar, que explica la física de partículas actual, y que predecía la partícula, es correcta.
  • Permitirá ir más lejos en el desarrollo de la cromodinámica cuántica, que es la rama de la física que estudia la interacción de las partículas a través de la fuerza nuclear fuerte.
  • Presenta una estructura muy diferente al de otros bariones, ya que los dos quarks pesados actúan sobre el quark ligero de un modo bastante diferente al de otros bariones, y ello permitirá por lo tanto explorar y conocer mejor la física implicada en las interacciones entre quarks a través del gluón, que es la partícula propia de la interacción fuerte.

Aunque sabemos que la Teoría Estándar no es una teoría final, al no contemplar la gravedad en su modelo (y recordemos, la gravedad no es una fuerza, aunque se puede considerar así en física clásica newtoniana), este tipo de descubrimientos afianzan la confianza de los físicos en el modelo actual, y recordemos una máxima de la ciencia: cualquier teoría debe ser puesta a prueba a través de los nuevos descubrimientos; o bien la teoría se confirma y se mejora, o bien no lo hace, y hay que buscar una nueva teoría más exacta y precisa.

Esto no invalida la anterior teoría, pero la nueva tiene un ámbito mayor. Esto ocurrió con la relatividad general; no invalidó la física de Newton, solo la hizo competente dentro de su ámbito, siendo el ámbito de actuación de la relatividad general mayor. Pero, para muchas cosas, como por ejemplo para solucionar los problemas de mecánica celeste y movimiento de satélites y sondas, la física clásica de Newton es suficiente. Luego, ninguna teoría es buena del todo o mala del todo; depende de su marco de actuación y referencia.

Estos datos del LHC son de hace tiempo; la generación de datos del LHC es enorme, y los físicos necesitan tiempo para analizar esos datos. Por eso llevan un retraso lógico y normal. Los datos de este año se empezarán a estudiar pronto, y recordemos que se han usado energías muy superiores, por lo que nos esperan, con un poco de suerte, interesantes sorpresas. Esperamos verlo pronto.

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Bariones típicos a la izquierda y centro; la nueva partícula a la derecha

Agujero negro molecular, mintiendo honestamente

Actualizado: al clickbait se apunta también la Universidad de Standford. Pero ¡oh sorpresa!, el artículo original en Nature no dice nada de agujeros negros. Qué cosas pasan en la vida. Cada cual saque sus conclusiones.

De vez en cuando me gusta comentar algunas noticias que corren por ahí de carácter pseudocientífico, y con un fuerte interés en atraer la atención del lector para beneficio del que ha subido la noticia. Los ingleses lo llaman “clickbait”, que se podría traducir como “pescar clicks”. ¿Cuál es el interés?

Cada nuevo “click” en una noticia les reporta un beneficio económico. ¿Cómo aumentar ese beneficio? Es muy sencillo: tergiversando la información, o, como en el caso que nos ocupa, mintiendo.

Este caso concreto nos lo trae Gizmodo en su versión en español, una presunta web de ciencia que se dedica a contar mentiras como la del enlace o la imagen adjunta para de este modo atraer a lectores. Mentiras que provocan que mucha gente acepte conceptos de ciencia completamente erróneos. No todo lo que dicen es mentira claro, así intentan mantener una imagen de web reputada y seria. Pero las que lo son, lo son de una forma evidente y con un fin muy claro: dinero.

¿Cuál es la mentira en este caso? Está en el título, por supuesto. “Un láser crea un agujero negro molecular”. ¿Verdad que llama la atención? Los amantes de la ciencia sabemos que los agujeros negros son un tema de controversia en el mundo científico, y también sabemos la popularidad que tienen “porque se van a comer el mundo”. No olvidemos aquella ridícula historia de que el CERN de Ginebra iba a crear un agujero negro que devoraría el planeta. Ridículo porque en la atmósfera, debido a la radiación cósmica, se producen colisiones constantemente con muchísima más energía, y no hemos sido “devorados” como algunos querían hacernos creer. Claro que eso también les lanzó a la popularidad.

Recordemos la frase: “no dejes que la verdad te estropee una buena noticia”.

Lo que han hecho en realidad en el experimento que se menciona es usar un haz de energía muy potente para eliminar todos los electrones de un átomo de sus órbitas. Eso ha provocado que el núcleo quede desnudo. Eso en física se llama ión, y es algo conocido desde hace muchas décadas. Lo nuevo es dejar a un átomo sin electrones, de acuerdo.

Pero, ¿qué tiene esto que ver con los agujeros negros?

NADA.

Absolutamente NADA. NO se ha creado un agujero negro. No tiene nada que ver con un agujero negro. No hay compactación de masa, y se está mezclando mecánica cuántica con relatividad de una forma torpe y burda. Es todo un titular sensacionalista para atraer lectores. Hay que conseguir “clicks” de los lectores, para conseguir dinero.

Nos están engañando. Estas webs nos engañan. Nos mienten. Nos usan para sacar dinero. Nos cuentan mentiras para su propio beneficio, y no les importa que nosotros, los lectores, estemos desinformados. Nos manipulan, y nuestra cultura y nuestra adquisición de conocimientos no les importa nada. Nos usan en su propio beneficio.

¿Mi consejo? No debemos permitirlo. Acudamos a páginas serias, contrastadas, rigurosas, que den información veraz. Alguna queda. No muchas, pero las hay serias. Acudamos a páginas donde respeten a los lectores. Donde nosotros, y nuestras familias, puedan aprender datos no manipulados. Donde la ciencia y el conocimiento sean la base de la página. Ese es mi consejo.

Yo, desde esta modesta web, seguiré denunciando a aquellos que usan su poder para ganar dinero a costa de mentir a los demás. Porque por encima del dinero está el respeto al lector, y la seriedad de la información. No seré quizás tan popular como ellos, pero nadie podrá acusarme de usar a la gente en mi propio beneficio. Antes prefiero morirme que contar una sola mentira. Se me caería la cara de vergüenza. Si tengo que jugar con la verdad, prefiero dejarlo todo e irme al polo norte con los osos. Si es queda alguno todavía cuando llegue. Y no les contaré mentiras.

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No hay agujero negro; es solo un titular sensacionalista y falso

No, el CERN no nos destruirá con un agujero negro

Guido Tonelli es uno de los físicos responsables de haber encontrado pruebas certificadas del famoso bosón de Higgs en el acelerador de partículas del CERN, en Ginebra. En esta entrevista reciente se puede conocer su trabajo, y su libro “El nacimiento imperfecto de las cosas”, donde habla de su actividad, y del descubrimiento del bosón de Higgs. Una entrevista que comienza con la famosa frase “La partícula De Dios”.

No, por favor, no. Dejemos ya la “partícula De Dios” de lado. Fue el título que le dio un periodista al ver que era una partícula fundamental para cerrar el círculo de lo que se llama la Teoría Estándar, que es la teoría actual que explica la naturaleza y física de tres de las cuatro fuerzas fundamentales del universo: el electromagnetismo, la fuerza nuclear fuerte, y la fuerza nuclear débil. Pero dejemos a Dios tranquilo ya de una vez.

Hablaremos pronto de estas tres fuerzas, y de la mal llamada “cuarta fuerza”: la gravedad. Porque sí, también es erróneo creer que la gravedad sea una fuerza, aunque se puede entender como tal en ciertos aspectos básicos.

Sin embargo, me gustaría comentar un aspecto que indica Tonelli en la entrevista: sigue recibiendo cartas de gente preguntando si va a crear un agujero negro que acabe con el mundo.

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No; el CERN tampoco abrirá portales a otros universos, ni Gordon Freeman aparecerá para salvarnos

El tema no es baladí. Cuando se empezó a operar el CERN con las nuevas energías con las que trabaja, mucha gente creyó que podría crear un agujero negro, que crecería hasta destruir la Tierra, y luego el sistema solar, completamente. Preguntar es bueno, dudar es bueno, plantearse situaciones hipotéticas que podrían ser reales es importante. Pero llega un punto, cuando las cosas se han explicado mil veces, que se hace evidente que hay gente a la que ninguna explicación les parece suficiente. Es como lo de la Tierra plana (conozco una persona que lo cree firmemente), o que no se ha llegado a la Luna (conozco a varios de estos). El problema no es dudar, eso está bien. Pero existen límites.

En el caso de crear un agujero negro, no hace falta ser un doctorado en física para entender que jamás estaremos en peligro. Hay dos razones, una es más técnica, la otra es más inmediata. Comenzaré con la más inmediata, que dice:

Cualquier cantidad de energía generada en el CERN por la colisión de dos partículas, será siempre una fracción de la energía máxima que se genera desde la radiación cósmica que interactúa con la atmósfera de la Tierra.

La radiación cósmica, que por cierto es el mayor problema para el viaje a Marte, es una lluvia constante de partículas subatómicas que penetran en la atmósfera a altísimas velocidades, de hecho a velocidades relativistas, y colisionan con partículas de la zona superior. Estas colisiones generan una cantidad de energía muy superior a la que se podría crear nunca en el CERN. Estamos hablando de varios órdenes de magnitud. Si estas colisiones no han generado agujeros negros que se coman el planeta, lo que hace el CERN es un juego de niños en cuanto a energía se refiere.

El Segundo punto más técnico está relacionado con la radiación Hawking. El profesor Stephen Hawking teorizó que los agujeros negros deben desintegrarse en un factor que es la inversa de la masa de dicho agujero negro. Así, un agujero de la mitad de la masa de otro se desintegrará al doble de velocidad. Si tenemos un agujero negro que es la suma de dos partículas, su tamaño es tan pequeño que la radiación Hawking lo desintegra mucho antes de que pueda empezar a comerse a nadie. Fin de la historia.

Internet está lleno de bulos y cuentos de todo tipo, y el agujero negro que nos devorará por culpa de unos científicos locos e inconscientes está a la orden del día. Pero no, los agujeros negros no son algo que se pueda crear en un laboratorio, y mucho menos verlos crecer como si fuesen la planta de la cocina. Esta historia, como muchas otras, seguirá estando presente en los hilos de Facebook y webs de visionarios e iluminados. Pero podemos dormir tranquilos.

Si algún día llega realmente un agujero negro a la Tierra, primero hemos de tener en cuenta que atravesaremos lo que se conoce el horizonte de sucesos sin darnos cuenta. Luego el tiempo se irá enlenteciendo paulatinamente, aunque nosotros no nos daremos cuenta. Y, finalmente, quedaremos convertidos en… Bueno, podremos lucir figura en la playa. Una playa y un planeta que cabrán en una cuchara de café. A ver quién levanta esa cuchara. Por cierto, el martillo de Thor, se dice, está hecho de materia de agujero negro, por eso no puede levantarse. Pero eso es fantasía. Como pensar en un agujero negro en el CERN. Pura fantasía.


Más información sobre agujeros negros en este enlace.

 

El CERN trabaja en la espectrografía de la antimateria

A la antimateria se le suelen asignar capacidades metafísicas y sobrenaturales. Pero la antimateria es, según se ha podido verificar a lo largo de décadas y recientemente, tan estándar como la materia en cuanto a propiedades físicas se refiere. La antimateria no existe porque se desintegra de inmediato en contacto con la materia, generando una cantidad de energía muy superior a la fusión del hidrógeno, ya que el 100% de la materia es convertida en energía según la famosa ecuación de Einstein, E=mc2. En este universo no existe una forma de obtener mayor cantidad de energía.

Se cree que durante el Big Bang la cantidad de materia y antimateria debió de ser la misma, pero, por alguna asimetría, la antimateria desapareció, quedando solo la materia común que conocemos. La razón de esta asimetría es clave para comprender el universo.

Todo lo que afecta a la materia afecta a la antimateria. Su particularidad es que está formada por antiprotones, es decir, protones con carga negativa, y positrones, electrones de carga positiva. De hecho, la tomografía por escáner de positrones, que se usa cada día en miles de hospitales, usa antimateria para realizar su trabajo.

Pero los físicos siempre quieren ir más lejos, y en el CERN de Ginebra están en ello. Actualmente han conseguido desarrollar un método para poder realizar espectrografía del antihidrógeno. ¿En qué consiste? Básicamente, un espectrograma es una firma de los componentes de una materia determinada. Por ejemplo, se descubrió que el Sol dispone de helio gracias a su firma con el espectrograma que se desprende del análisis de su luz.

El objetivo del CERN es verificar si el espectrograma del antihidrógeno, un átomo formado por un antiprotón y un positrón, es el mismo que el del hidrógeno. Es de suponer, y sería factible pensar, que será así. Pero, teniendo en cuenta que aún no se sabe por qué hay tanta materia y nada de antimateria en el universo, y de dónde viene la descompensación, comprobar la naturaleza de la antimateria, en todos sus aspectos, incluido su espectrograma, es fundamental para profundizar en este problema.

El CERN ha encontrado el método para el análisis de una cantidad muy pequeña de antihidrógenos, y ahora se prepara para trabajar en el análisis del espectro en los próximos meses. Existen dos posibilidades: la firma es la misma, o es distinta. En ambos casos, se habrá dado un nuevo paso en la comprensión de la antimateria, y estaremos un poco más cerca de conocer su naturaleza y características.

Mientras tanto, seguiremos con la pregunta: ¿por qué el universo no es simétrico? ¿Por qué hay más materia que antimateria? Esperemos saberlo pronto, porque esta respuesta abrirá muchas puertas a nuevas líneas de investigación para la comprensión del universo, y de otros posibles universos que pudieran existir.

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