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El Gato de Schrödinger

Hoy he recibido un whatsapp preguntándome si había visto una película llamada “Coherence”. La verdad es que no la he visto, ni sabía de su existencia, algo que no es nada anormal, desde hace un tiempo tengo una gran desconexión tanto filmográfica como literaria. Lo que había llevado a la persona que me envió el mensaje a hablarme de la película era que durante algún tiempo en mi estado de Whatsapp e incluso en mi foto había alusiones al Gato de Schrödinger.

A veces tengo esta frase en mi estado simplemente porque me hace gracia.

“Schrödinger se ha deshecho de las cajas en su desván A 5 gatos les gusta su estado…”

Lo mismo me ocurre con la foto del Gato de Schrödinger enfurecido al salir de la caja (vivo)  y sobre todo para los lunes tormentosos o fin de vacaciones me viene al pelo.

gato de schodinger

El caso es que parece ser, aún no la he visto, que esa película tiene que ver con el experimento de Schrödinger.

¿Y en qué consiste el experimento de Schrödinger? Uffff, pues básicamente que en una noche sin coche, mezclando gin tonics, Jägermeister y absenta, sin esperar al día siguiente, te pones a elucubrar y aparecen imágenes de dualidad onda partícula, superposición, doble estado y alguna idea más de ese tipo que al pensarla sereno te entra un dolor de cabeza que no se va ni con ración doble de Ibuprofeno.

Negro sobre blanco, e intentando mucho resumir, aunque resumiendo es aún menos digerible, es un experimento imaginario (hay varias versiones) en el que un lindo gatito es introducido en una caja sellada. Para poner algo de emoción en la caja también introducimos una botella de veneno y un interruptor que se activa por una partícula radiactiva que tiene un 50% de probabilidades de desintegrarse en un tiempo determinado. Si la partícula se desintegra el interruptor acciona un martillo que rompe la botella y el gas venenoso se libera. Si no se desintegra el interruptor no actúa y el gas venenoso se queda dentro de su recipiente. Así en teoría hay un 50% de probabilidades de que el gato muera o sobreviva. Pero según la mecánica cuántica por la superposición de estados el gato, mientras que no abramos la caja, estará en los dos estados vivo y muerto. Sólo al abrir la caja y en ese momento interactuemos con él sabremos si está en un estado o en otro.

El gato evidentemente no es una partícula subatómica y esto suena a cuento, quizá el experimento sea tan complejo de entender por ese motivo, nuestra realidad macroscópica no se adapta en la mecánica cuántica (Higgs te necesito…). La mecánica Newtoniana se adapta más a nuestra razón, a nuestra percepción del mundo. Pero para entender el modelo estándar hay que unir más piezas del rompecabezas y no dejar engañarnos por lo que vemos, mejor nos dejamos “engañar” o “asombrar” por esos locos visionarios que son capaces de abstraerse y ver más allá de lo perceptible.

En cualquier caso he visto un vídeo que puede ayudar a entender este juego de nigromantes y que me gustaría compartir.

 

 

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LHC explicado de manera sencilla y “frikada”

Navegando por la red he encontrado un vídeo que explica de manera muy sencilla qué es el LHC, a veces unas imágenes y un acercamiento directo aunque sea algo superficial pueden ser más interesantes que farragosas explicaciones.

La mayoría de las veces lo sencillo es lo elegante. Y hablando de elegante, también voy a colgar otro vídeo explicando someramente el LHC que de elegante tiene poco, más bien es algo “friki”. El vídeo es de hace unos 7 años y es un rap, sí, un rap realizado por trabajadores y trabajadoras del CERN. Bueno tampoco está mal aprender con una sonrisita.

 

Júpiter y Venus alineados

Hoy nos preparamos para mirar de nuevo al cielo y si nos gusta lo que vemos podremos seguir haciéndolo  a lo largo de los próximos días. En las noches próximas, a partir del día 7 podremos ver en el amanecer a los dos planetas más brillantes de nuestro sistema, Júpiter y Venus, alineados en una vertical casi perfecta. La distancia visual será muy reducida, casi será posible abarcar ambos con una mano.

A ese encuentro se unirá primero la brillante estrella Aldebarán, también conocida como el ojo rojo de Tauro por su característico color, y posteriormente, en torno al día 15, la Luna en su fase creciente que formará un triángulo con los dos planetas. Todos en un espacio tan reducido que formará un espectáculo de luz sobresaliente.

Mientras tanto el Gobierno de España ya nos habrá obsequiado con algunos recortes más, habrá sacrificado alguna vestal, encarnada en derechos, que perecerá casi sin agonía ni protesta ante la mirada resignada de los que acabarán sufriendo su pérdida. Menos mal que podemos cantar eso de “soy español, soy español, soy español”, saliendo de la garganta de cientos de miles, de millones de conciudadanos. Lástima no haber aprendido otras frases del estilo de “no nos representan”, “rescatad a las personas y no a la banca”, etc, etc…y haber salido en la misma cuantía que salieron el otro día para celebrar que “somos” campeones de Europa de futbol a reivindicar que otra forma de entender la economía y la vida es posible.

Bueno, hoy toca respirar profundo, levantarse temprano, buscar un sitio silencioso, abrir los ojos y admirar lo que aún no nos han podido quitar, lo que aún es de todos, la naturaleza, el universo, nuestro destino y nuestro inicio y nuestro final…Inserto un video de la NASA en la que cuenta lo que veremos en los próximos días.

Día H… de Higgs

Hoy se ha producido, mejor dicho, se ha anunciado uno de los descubrimientos más importantes de la física de partículas. Esta mañana, aprovechando la 36 Conferencia Internacional sobre Física de Altas Energías, se ha realizado un seminario especial del CERN en el que se ha comunicado los nuevos avances en la búsqueda de la partícula de Higgs. Los trabajos realizados en el LHC en los dos últimos años, bueno más concretamente en el último año (periodo 2011-2012) con energías de trabajo de entre 7 y 8 TeV, parece que han dado sus frutos. Hoy han desvelado desde el CERN que los resultados de los experimentos CMS y ATLAS inducen a afirmar con un tanto por ciento muy elevado que la partícula de Higgs existe. Todo indica que se estaría moviendo en torno a los 125 GeV de masa.

Sobre el Bosón de Higgs ya he escrito en otras entradas, como resumen diré que es una partícula fundamental para que el Modelo Estándar de la Física funcione. Es necesario para explicar como las partículas adquieren su masa y es el nexo de unión entre la fuerza nuclear débil y la fuerza electromagnética.

Ante todo hay que aclarar que las partículas subatómicas y más en concreto las que se mueven en ese entorno de energía son extremadamente inestables y por tanto efímeras. No se pueden ver, mucho menos guardar en una cajita de cartón para enseñarla a los curiosos cuando van a visitarte. Lo que se hace es calcular la probabilidad de que exista estudiando los elementos en los que se desintegra que son más estables. Se han estudiado millones de colisiones, tamizando los resultados para centrarse en eventos de unas características definidas .Tenemos ahora mismo un candidato a Bosón de Higgs, aunque puede que lo que hayan detectado sea un primo suyo.

¿Qué es lo que hace a unos científicos presentar en una conferencia un descubrimiento de este calibre?. ¿En qué se basan para afirmar con más o menos rotundidad la certeza de su descubrimiento?. Básicamente se basan en la probabilidad de acierto, de que lo que hayan detectado sea lo que buscan. Es difícil encontrar un 100% de exactitud, en el caso que nos ocupa estamos muy cerca. Por lo que he leído en física de partículas necesitamos estar en el entorno de 5 sigmas de significación estadística para empezar a afirmar que el suceso está en un entorno de confiabilidad digno de ser tenido en cuenta. Como se ve en la siguiente tabla eso significa una probabilidad de acierto del 99,99995%.

Bien es cierto que en probabilidades y ratios influyen qué parámetros empleemos. Así pues empelando los datos obtenidos en el 2011 y 2012 en los experimentos CMS y ATLAS en un determinado canal (difotónico, en ese canal el Bosón de Higgs se desintegra en un par de fotones) se obtienen sigmas del orden de 6.02, superior a lo que parece ser suficiente para afirmar la existencia de un hecho.

Como se ve en los parámetros utilizan datos de dos años 2011 y 2012 que se corresponden con energías de 7 y 8 TeV respectivamente y en un canal determinado, si empleamos otros parámetros supongo que el sigma será diferente. No obstante es relevante que por separado los experimentos CMS y ATLAS hayan dado resultados que si bien no han llegado al “requerido” 5 sigmas, se han quedado a las puertas ( 4.9 en el CMS y 4.5 sigmas en el ATLAS en una masa de 125.6 GeV). Esto indica la fiabilidad del descubrimiento. En la WEB vixra.org hay mucha información sobre este tema y además hay una bonita herramienta para realizar gráficos con los distintos valores alcanzados en los experimentos.

http://vixra.org/Combo/

 Aún queda mucho trabajo por hacer, la partícula de Higgs se debe desintegrar en cualquier canal con una confiabilidad superior a los 5 sigmas para tener evidencia real de su existencia. Además debe cumplir con las propiedades que se le atorga en el Modelo Estándar. Parece que el escurridizo elemento está definitivamente acorralado, los datos presentados lo avalan. Incluso aunque los datos no correspondieran al Higgs, si no a un primo suyo, lo cercano que están hace predecir que más pronto que tarde ese tema se de por zanjado y el siguiente será desarrollar el Modelo Estándar, basándose en los resultados experimentales obtenidos, mejorando el conocimiento del funcionamiento del Universo.

Tránsitos de Venus

El la madrugada del próximo día 6 de Junio tendremos la oportunidad de ver un fenómeno astronómico singular, el llamado tránsito de Venus o tránsitos de Venus. Es un acontecimiento irregular que ocurre en parejas de ocho años y luego no vuelve a producirse hasta algo más de cien años después. El último fue en 2004 y el siguiente será en 2117, así que si os perdisteis el anterior os queda esta oportunidad de contemplarlo ya que la siguiente fecha será difícilmente alcanzable. Los tránsitos de Venus son la proyección de la sombra de Venus sobre el sol al interponerse dicho planeta entre la Tierra y el “astro rey”. Digamos que es como un pequeño eclipse en el que veremos un punto negro atravesando la superficie solar.

Las primeras noticias que se tienen del fenómeno son debidas a Johannes Kepler que predijo cada cuanto se repetirían los tránsitos además de calcular su trayectoria. Sus predicciones no estuvieron muy mal encaminadas aunque no acertase del todo. Posteriormente el afamado Edmund Halley postuló en 1716 que si se medía el tránsito desde determinados puntos de la Tierra y por medio de la triangulación se podría calcular la distancia de la Tierra al Sol y posteriormente se podrían calcular las distancias a todos los demás cuerpos del sistema solar. Halley no tuvo la fortuna de que ocurriera ningún tránsito durante su vida pero sus teorías movilizaron casi 20 años después de la muerte de Halley, en 1761, distintos científicos se desplazaron por casi todo el planeta para tomar mediciones. Hacia Siberia, China, Sudamérica e Indonesia partieron observadores franceses, ingleses, Alemanes…Evidentemente aquellos tiempos no son los de ahora, los desplazamientos ocupaban meses e incluso años, había guerras, enfermedades, naufragios, condiciones adversas que condicionaban tanto alcanzar los objetivos como hacerlo con las garantías adecuadas. Mucho del instrumental que transportaban se estropeo, no se llegó a tiempo a los lugares previstos… La suerte fue que como ya esperaban a los 8 años se repitió el acontecimiento y muchos de ellos se quedaron en los lugares a los que habían ido para observar el fenómeno con más preparación. Los datos recolectados en esos dos tránsitos se acercaron mucho a la distancia que hoy conocemos de la Tierra al Sol, o lo que es lo mismo la unidad astronómica. 153.500.00 Km por los 149.597.871 Km dados como bueno hoy en día sin que nos metamos en una definición más precisa.

Ya en lo concreto, que es cómo podemos observarlo, hay que decir una serie de cosas.

-. Primero que en España se verá sólo el final de tránsito, sólo unos pocos minutos. Cuanto más al Este más tiempo se verá pero no más de 20-30 minutos puesto que el tránsito concluirá entre las 6:37 y 6:55 y en Gerona, por ejemplo, amanecerá en torno a las 6:15. El tránsito completo durará unas 6 horas y se podrá seguir por Internet en páginas como la de la NASA.

-. Segundo que para seguirlo en  vivo hay que tomar las precauciones que tomaríamos al seguir un eclipse solar, no mirar directamente y sin protección, usar filtros o gafas homologadas para eclipses o mirar la proyección sobre el suelo o una hoja de papel.

Es una ocasión única que merece la pena observar ya sea en directo o posteriormente con las grabaciones que se harán.

Inicio de actividad del LCH 2012, objetivo Bosón de Higgs

Hoy ha anunciado el CERN que el mes próximo reanudará las actividades del LHC. Después de unos meses de parada técnica el acelerador de partículas iniciará su nueva singladura con un incremento de la energía de sus haces de 0.5 TeV, estarán trabajando con 4 TeV por haz, aún lejos de los 7 TeV teóricos que puede llegar a alcanzar. Hasta ahora, por seguridad, han sido conservadores en la utilización de energía, los 3.5 TeV han sido suficientes para los experimentos planteados y en definitiva con la física que querían estudiar. En el periodo 2010-2011 se han alcanzado interesantes progresos en el estudio de las partículas que ha culminado con el anuncio de que es posible que el Bosón de Higgs exista realmente.

Los científicos de los experimentos Atlas y CMS han publicado los resultados que adelantaron en Diciembre sobre el Bosón de Higgs en la revista Physics Letters B,  no se puede considerar aún que se haya descubierto el Bosón de Higgs con los datos obtenidos pero está cerca y con el aumento de energía en los choques de este año podría darse el paso definitivo. Todo parece indicar que se mueve en un intervalo de energía-masa de 16 GeV, en los experimentos de CMS y ATLAS parece dar indicios de su existencia entre 116-131 GeV, estamos hablando de una masa 120 veces superior a la del protón.

Con la nueva energía la cantidad de datos en las colisiones registradas en los detectores se multiplicará por tres y con ello se optimizará el rendimiento y las posibilidades de investigación antes de volver a clausurar el LHC en Noviembre por una nueva y larga parada técnica de unos 20 meses. El  objetivo es que en 2015 se puedan alcanzar los 7 TeV por haz inicialmente previstos como óptimos en el diseño del acelerador.

Como la entrada no es muy larga, sólo es un anuncio,  voy a insertar este fragmento de documental por su interés y su sencillez, muy ameno y didáctico.

Neutrinos Superluminosos

Hace unos días una noticia hizo tambalear las estructuras más firmes de la física mundial. Científicos del Centro Francés de Investigaciones Científicas (CNRS), anunciaban que han conseguido lanzar neutrinos a una velocidad mayor que la de la luz (en torno a 15.000 neutrinos).

El experimento se ha realizado en Europa, en concreto se han realizado en el CERN de Ginebra. El experimento que recibió el nombre de OPERA consistía en enviar neutrinos desde el acelerador del CERN hasta el laboratorio de Gran Sasso en Italia. Las partículas recorrieron los 730 Km. de distancia que separan ambos laboratorios tardando 60 nanosegundos menos que la luz (unas 20 partes por millón). Ese resultado supuso una sorpresa para los investigadores del CNRS que vieron como los neutrinos había viajado más rápidos que la luz en el vacío.

En principio los resultados obtenidos, a pesar de haber sido comprobados concienzudamente, están sometidos a fuertes interrogantes y han sido puestos a disposición de la comunidad científica internacional para su estudio ( si alguien desea descargarse el PDF con la información del experimento y los resultados puede hacerlo en http://arxiv.org/abs/1109.4897)

Unos de los principios más firmes, consolidados y ya nada discutidos desde que Einstein anunció en 1905 la Teoría de la Relatividad es que ninguna partícula puede viajar por encima de la velocidad de la luz.  Esa premisa sustenta toda la física moderna, además estaba contrastada tanto en cálculos teóricos como empíricos y permitía que las investigaciones en física y astronomía avanzasen en ese terreno con paso firme y seguro.

Poner en tela de juicio ese axioma significa resquebrajar la base de toda la ciencia actual, eso evidentemente no es bueno ni malo, la ciencia está en continua evolución desde los anales de los tiempos. Pero sí que significaría que hay que romper o adaptar determinados conceptos. A veces hay que dar un paso atrás para saltar más lejos.

De momento todo está pendiente de ser analizado y confirmado por la comunidad científica. Como todo experimento debe poder ser realizado en otras instalaciones y además debe dar los mismos resultados. Japón y EEUU tienen capacidad para poder reproducirlo.

Ya hay científicos, algunos de ellos con una reputación como Andrew G. Cohen y Sheldon L. Glashow (Premio Nobel de Física y una de las grandes autoridades en partículas elementales), de la Universidad de Boston que ponen en tela de juicio los resultados. No creen que OPERA podría haber detectado todos los neutrinos puesto que a esa velocidad deberían haber perdido energía muy rápidamente y sólo hubiera detectado los de energía inferior a cierto límite, mientras que en la realidad se detectaron neutrinos con altas y bajas energías.

Lo interesante de todo este revuelo serán las discusiones, pruebas, contrapruebas posteriores. Finalmente la comunidad científica deberá determinar si toda nuestra física necesita un nuevo enfoque o simplemente ha sido un error o, aún siendo totalmente exitoso el experimento, los resultados tienen de alguna forma cabida en las teorías actuales.

En cualquier caso si sólo conocemos una ínfima parte de la materia y energía que nos rodea, si la materia y energía oscura son un enigma para la comunidad científica, cómo se va estar 100% convencido que las reglas que manejamos para explicar lo que nos rodea van a funcionar para todo lo que acontece a nuestro alrededor. Cuanto más conozcamos lo que desconocemos más cerca estaremos de poder explicar y entender como funciona nuestro universo, que somos, de dónde venimos y a donde irremisiblemente vamos.

Más información

OPERA


Una obsesión… INFINITO

Hoy quiero mirar a los ojos del TODO, enfrentarme al abismo de lo desconocido y empaparme del sudor frío que emana del desconocimiento. Hoy quiero escribir acerca del universo, del término infinito. Ya sé que soy un osado, no voy a trasladar complejas teorías cósmicas, matemáticas, físicas, “sólo” quiero plasmar mis dudas, mis miedos, mis más íntimos temores cuando me enfrento a lo que me rodea, me envuelve y a la par es parte intrínseca de mi mismo.

INFINITO,  ¿es una medida, ya sea de tiempo o espacio? ¿Tiempo y espacio es lo mismo con distinto nombre? ¿Infinito es un todo o una nada? ¿La nada es parte del todo? Entre dos puntos o instantes ¿hay algo siempre? o ¿podemos encontrar parte de la nada? ¿Todo es divisible hasta el Infinito? o el Infinito no existe y en algún momento hay un puente que nos impide seguir adelante. Es Infinito la materia que no vemos, la energía que no captamos, lo oscuro? ¿Cuándo dividimos la nada estamos dividiendo esa materia y energía oscura? Ó ¿Cuándo dividimos la materia hasta el Infinito sea oscura o no encontramos la esencia de la nada?

Imagina un sueño, ese sueño que casi todos hemos tenido de intentar alcanzar una cosa y no poder llegar a ella, siempre está un poco más allá. Realmente está más allá o simplemente tenemos un Infinito que nos separa del objetivo. Nuestra distancia es la misma pero la distancia que recorremos se hace en cada ocasión más pequeña, sin límite, ¿eso es Infinito?

Tomemos como referencia esa taza de café que nos estamos tomando, quiero cogerla, pero voy a ser metódico en la manera de hacerlo, en cada movimiento avanzaré la mitad del espacio que me separa de ella y a la vez por un extraño embrujamiento disminuiré en la mitad mi tamaño. Es un ejemplo de preescolar pero ¡qué angustia me entra al pensar en ello! Creo que me tomaré la taza bien fría, la distancia de 30 cm se habrá convertido en infinita por cambiar unos parámetros y está claro que el tiempo que es uno en relación al espacio se convertirá también en infinito. ¿Cuándo llegaré a tomar la taza? Nunca o dentro de infinito número de años. ¿Nunca es también Infinito?

Más allá de la comprensión que podamos tener de nuestro entorno, ajustado a unas referencias concretas y finitas, hay un entorno real y complejo. Nuestro mundo marcado por unos límites claros nos complica la percepción real del universo. Nuestras apreciaciones valen y explican con bastante precisión todo lo que ocurre en magnitudes de medida, tiempo y espacio, del orden de nuestro entorno. Así todo se comporta con normalidad si lo comparamos con medidas de unos pocos de miles de kilómetros o de unas pocas milésimas de metro. Si no pensamos más allá de macro o micro todo funciona perfectamente desde que nuestros ancestros vivían en cuevas. No hay infinito, no existe la nada.

Cuando te tropiezas con alguien hay un contacto, no puedes atravesarle. Cuando te mueves por la superficie del planeta, con más o menos dificultad podrás rodearla, podrás moverte por sus límites. El espacio nos cubre, la atmosfera nos rodea. Todo parece tener su límite, su inicio y por su puesto su fin.

Pero sabemos que eso no es cierto, nuestros límites no son tales, lo son sólo para esas magnitudes de medida, pero el concepto de estructura que no se puede atravesar, de límites determinados no es real, es sólo nuestra percepción la que nos lleva a ella.

Cuando nos chocamos con alguien la distancia que nos separa vuelve a ser infinita, a la vez, parte de nosotros penetra en el otro cuerpo y lo traspasa. Y eso no quiere decir que la distancia que nos separa deje de ser infinita puesto que las partículas que han pasado seguro que están a una distancia infinita de las partículas de la otra persona.

Vuelvo a medidas mucho mayores de macro y micro, tanto en tiempo como en espacio, es decir a distancias. ¿Cómo podemos llegar hasta lo más íntimo de la materia o lo más lejano del universo? ¿Sería posible?. Creo que sí. Aunque pensar en ello me produzca tal vértigo que me cause mareos. Pero si todo es infinito, si el concepto de todo o de nada se pueden reflejar en el de infinito está claro que somos parte de ese todo o nada luego podemos asomar la cabeza y llegar a ver el final, aunque nos costase un tiempo infinito, lo que supone una paradoja puesto que ese concepto es inalcanzable. Claro que como el final y el inicio es el todo y la nada, y el infinito es ese todo y esa nada, al llegar al fin del universo que es el objetivo estaríamos en el inicio del universo. Y si hiciésemos el camino de vuelta, es decir, pudiéramos ir hacia atrás en el tiempo, en vez de recorrer espacio, recorremos tiempo y además invertido. Pues llegaríamos a ese punto que dicen que es el origen de nuestro universo, el Big Bang, pero… y antes? Quizá es ese camino de retroceso hay un tempo infinito anterior. Pero si al final retrocedemos de forma infinita a dónde llegaríamos. Quizá al futuro, quizá nos encontraríamos con nosotros mismos en la situación anterior en la que estábamos intentando llegar a lo más lejano del universo o lo más íntimo de la materia. Me hace pensar en la forma de la esfera o del círculo, todo acaba en el mismo punto, pero a la vez el círculo o la esfera denotan límites y eso va en  contra de lo que significa infinito.

Como dije al principio no quería trasladar términos matemáticos o físicos, soy consciente de las barbaridades que he escrito, sólo quería jugar con las palabras, las sensaciones, los miedos y los complejos de algo tan atrayente como misterioso. Quizá el infinito sólo es el límite de la imaginación humana. Un concepto que nos hemos inventado para acotar lo que no somos capaces de delimitar. En cualquier caso, seguiré con mis paranoias dándole vueltas y poniéndolas negro sobre blanco. Total, tengo tiempo infinito para perderlo con estas cosas…

Primeros resultados del experimento ALICE del LHC

El LHC, comenzó a  primeros de Noviembre a provocar colisiones de iones pesados a 2’76 TeV. Tras varios meses en funcionamiento acelerando y provocando colisiones de protones, ha entrado en la fase de utilización de átomos de plomo a los que se arrancan los electrones. Los físicos teóricos de cuerdas están expectantes por sus resultados. La posibilidad de que los modelos de teoría de cuerdas basados en la dualidad gravedad/gauge permitan predecir nuevas propiedades del plasma de quarks y gluones (QGP) aún por descubrir los tiene a muchos en ascuas.

El trabajo con  iones de plomo abre una nueva fase en el LHC, se busca como era la materia en el universo instantes después del Big Bang. Como ya expliqué en la entrada “Quarks, Gluones y antimateria”, el plasma de quarks y gluones es la sopa cósmica primordial que se cree que ha existido poco después del Big Bang. Uno de los objetivos de esta fase de operación del acelerador es crear materia en ese estado y estudiar su evolución, con ello conoceremos algo más de las interacciones fuertes que mantienen unidos los quarks para formar neutrones y protones. En cada ion de plomo tenemos 82 protones.

El experimento Alice será el encargado del estudio de esas colisiones. Las primeras medidas de las colisiones de iones pesados de mayor energía del mundo han sido publicadas en dos artículos el sitio arXiv.org, Por un lado tenemos los resultados al producir colisiones frontales entre los iones y las que se producen de forma lateral. Cada una ha aportado datos de interés que parece contradicen algunas teorías acerca de cómo se comporta el universo a su nivel más primario. Los resultados son interesantes a pesar de estar conseguidos con un número relativamente pequeño de colisiones con haces de iones de plomo.

En la primera medida, se enumeraron las partículas cargadas que se produjeron con impactos frontales. El resultado demostró que se generaron en torno a 18000 partículas a partir de las colisiones de iones de plomo, hasta ese momento la referencia estaba en el Laboratorio Nacional de Brookhaven (RHIC), que trabajando con iones de oro y menos energía obtuvo 2,2 veces menos.

Las colisiones de los haces de plomo en el LHC se han realizado a más de 14 veces la energía de las colisiones de iones de oro del RHIC. La mayoría de teorías predecían que aunque se aumentase la energía no significaría un aumento proporcional de colisiones. Existía una línea de pensamiento que apostaba porque había un límite superior a cuántos gluones podrían empaquetarse en un área dada. Por lo que en algún momento, el número de gluones que interactúan o colisionan entre sí estaría saturado, y no se producirían más partículas. Pero las medidas publicadas por los científicos que se encargan del proyecto ALICE demuestran que, si ese límite existiese aún no se ha alcanzado en el LHC.

Imagina que tienes una lente de aumento lo bastante potente para ser capaz de ver un núcleo de plomo”, explica John Harris, de la Universidad de Yale, miembro del experimento ALICE. “Cuando miras al núcleo con un aumento menor, verás tres quarks y unos pocos gluones. Conforme subes el aumento, verás el mismo número de quarks, pero más gluones. Cuando colisionamos a las altas energías del LHC, estamos estudiando tamaños y distancias más pequeñas como con la lente de aumento, y allí los gluones desempeñarán un gran papel en lo que suceda.

En la segunda medida, se observaron las colisiones que no son frontales, sino que impactaban ligeramente descentrados. En esas condiciones se midió como fluye el sistema que se crea con los dos núcleos en colisión, el plasma de quark y gluón. El tipo de flujo, llamado elíptico, también ha sido medido en el RHIC y está relacionado con la fuerza de la interacción entre quarks y gluones con los núcleos. Las predicciones realizadas antes de las operaciones iniciales de RHIC en el año 2000 predecían que el plasma de quarks y gluones se comportaría como un gas. Sin embargo, en abril de 2005, se mostró que la materia producida en el RHIC se comportaba como un líquido, cuyas partículas  interactúan muy fuertemente entre sí. Esta materia líquida ha sido descrita como casi “perfecta” en el sentido de que fluye sin apenas resistencia a la fricción, o viscosidad.

Lo importante sobre cualquier fluido es su viscosidad – su resistencia a fluir, dice el científico de ALICE Peter Jacobs, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Si las partículas del fluido tienen una alta probabilidad de interactuar entre sí, el fluido tiene una viscosidad baja, y viceversa. En el RHIC vimos que un modelo con una viscosidad muy baja parece describir muy bien el flujo elíptico medido

La nueva medida de ALICE demuestra que el flujo elíptico en las colisiones del LHC es mayor que el del RHIC, pero Jacobs advierte que es demasiado pronto para traducir esa medida a una afirmación sobre la viscosidad del plasma de quark-gluón formado en el LHC. Desde luego empieza a tener más fuerza la teoría del líquido “perfecto” ya que aún aumentando la energía de manera tan considerable el plasma sigue sin comportarse como un gas.

En el LHC del CERN no solo está estudiando las colisiones de iones de plomo en el detector ALICE, también están haciéndolo en el ATLAS y CMS. Este último ha logrado detectar por primera vez en la historia un bosón Z generado en las colisiones de iones pesados.

Las colisiones protón-protón en el LHC  se retomarán a finales de Febrero. El modo de operación del LHC para el próximo año todavía tiene que ser discutido en el inicio de año, pero las colisiones en 2011 serán casi seguro con haces de protones a 4 TeV, es decir, con colisiones a 8 TeV c.m. Habrá que estar al tanto de las novedades. Máxime porque con estos números el LHC podrá explorar el rango de 114 – 600 GeV en busca del bosón de Higgs, como nos aclara la siguiente figura preliminar del experimento CMS (más información en Tiziano Camporesi, “CMS Status Report,” 104th LHCC Meeting).

 

Stephen Hawking niega a Dios… también

En estos días se ha desatado una relativa polémica en determinados medios de comunicación por el adelanto del último libro de Stephen Hawking “El gran diseño”. Puede que los gurús del marketing hayan querido subrayar en la presentación de la nueva obra del científico británico extractos que son razonablemente polémicos, y no precisamente en el ámbito científico, si no en el filosófico – teológico.  Quizá la afirmación que tantos ríos de tinta está derramando, que para tantos debates ha servido, sea simplemente lo más banal del ejemplar pero, de momento, los titulares de los periódicos, revistas especializadas e incluso medios de comunicación generalistas han prestado más atención a unas frases que no aportan más que el hecho de que las haya pronunciado un científico de su nivel.

Stephen Hawking ha concluido que la física moderna no deja lugar para Dios en la creación del Universo,  Al igual que el darwinismo eliminó la necesidad de un creador en el ámbito de la biología  (salvo para los más acérrimos seguidores de las teorías creacionistas), el científico más eminente de Gran Bretaña sostiene que una nueva serie de teorías han hecho innecesario el papel de un creador del Universo. Ante la pregunta de que si el Universo necesita un creador, la repuesta de Hawking es un rotundo NO.

El Big Bang no es ni resultado de la casualidad ni mucho menos fue realizado por una mano divina, fue la consecuencia inevitable de las leyes de la física. En este sentido el científico renuncia a pensamientos anteriores, como los plasmados en “Una breve historia del tiempo (UBHT)” en la que se afirmaba que no había incompatibilidad entre la existencia de un dios creador y la comprensión del Universo. Evidentemente en la obra mencionada ese apartado es una anécdota en el desarrollo del libro, muy interesante y eminentemente divulgativo. En esta última, por lo que he podido leer, ocurrirá lo mismo, habrá muchas cosas más dignas de resaltar que la afirmación que tanto revuelo ha ocasionado. Señala que la ciencia está próxima a elaborar un marco teórico único, capaz de explicar las propiedades de la naturaleza. Hawking aventura que la llamada «teoría-M», proposición que unifica las distintas teorías de las supercuerdas, conseguirá ese objetivo, y sugiere que en lugar de ser una ecuación única la «teoría-M» puede consistir en «toda una familia» de teorías inscritas en un marco teórico consistente, del mismo modo en que distintos mapas (políticos, geográficos, topológicos) pueden referirse a una sola región sin contradecirse entre sí. También trata sobre la posibilidad de que haya, no solamente otros planetas parecidos al nuestro, si no otros universos, incluso aventuró que no debía excluirse la posibilidad de vida en esos universos.

Siempre que leo libros de ciencia, sobre todo de física, me pregunto quienes serán los que proporcionan las drogas a esos supuestos genios, que los míos no me dan demasiada calidad, sólo lo suficiente para pasarme días sin pensar en nada, o pensando en la nada, o en el más oscuro infinito…ufff que mal rollo. Leer libros de ese tipo me ocasiona verdaderos trastornos, más allá de los de la personalidad a los que ya estoy habituado. Divulgadores de las últimas teorías científicas, tan conocidos como Hawking, Sagan, Asimov, Brian Green y Dawkins hasta el interesantísimo español Sanchez Ron, deben tomar de todo para que sus neuronas trabajen a un nivel que al resto de los mortales nos da vértigo. Según te vas  adentrando en la lectura de esos locos-genios-ilusionadores- hipnotizadores-delincuentes de la razón, te vas dando cuenta de que o sus mentes no tienen nada que ver con la tuya o están “flipaos”, en una comuna, hasta las trancas de todo tipo de estupefacientes… es más cómodo pensar que ellos son unos locos iluminados y no que tú eres un tonto inculto sin capacidad para entender la enésima parte de lo que quieren explicarte.

Ya me he desviado de la cuestión, siguiendo el tema que me ocupa podemos leer en UBHT un relato de los orígenes de la vida, y sobre sus teorías sobre los agujeros negros y la cosmología. En esta obra  Hawking aseguró que “si llegamos a descubrir una teoría completa, sería el triunfo definitivo de la razón humana porque entonces conoceríamos la mente de Dios”. Ese libro de hace más de 20 años tiene vigencia en cuanto que da una visión muy interesante sobre el universo que nos circunda, pero las teorías han evolucionado y  con él su conocimiento de las reglas que rigen todo lo que nos rodea y su concepción de un tema tan polémico como es la existencia de un dios. En su nuevo libro, que llegará a las librerías el día 9 de septiembre, una semana antes de la visita del Papa al Reino Unido (seguimos luchando entre marketing, oportunismo, publicidad…), Hawking sostiene que en la ciencia moderna no hay sitio para un dios creador de todo lo que existe.

Al margen de toda la polémica, de las aseveraciones de Hawking, yo siempre me hago la misma pregunta, si los que explican la existencia de un dios todopoderoso y creador del universo cuestionan el Big Bang y la imposibilidad actual de explicar cómo era todo antes de ese instante, basándose en que alguien crearía la materia para esa gran explosión, con lo cual tenemos a quien encendió la mecha con la esencia de un dios. Pero eso se desmonta por si mismo con la misma teoría, quién creo a ese dios, otro dios, y a ese…. Así sucesivamente. Así que no nos hace falta un dios para empezar el tinglado anterior al Big Bang, ni siquiera sabemos si eso es el inicio o un punto de inflexión.