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La simplicidad de lo complejo.

Me ha llegado una lámina muy interesante sobre las matemáticas, en concreto es un resumen-mapa de cómo van apareciendo los números, cómo se dividen las matemáticas, en qué ramas podemos distribuir las distintas teorías. Cómo se relacionan con nuestro entorno, cómo son básicas para poder explicar lo que nos rodea, cómo las utilizamos en nuestra sociedad.  El autor es un físico y escritor de ciencias llamado Dominic Walliman. Es lo que se puede denominar un buen divulgador científico que hace esfuerzos por trasladar de la forma más simple y amena posible conocimientos al público en general.

Mirando su canal en Youtube además de encontrar el vídeo que desarrolla la lámina que me enviaron hay otros muy interesantes como por ejemplo el del mapa de la física. Este tipo de canales y de personas que generan información accesible para el gran público deberían estar más publicitados, son realmente útiles para iniciarse en determinadas materias que, no sé si por tradición, mala voluntad o desconocimiento; son consideradas aburridas y excesivamente complejas como para entenderlas y disfrutarlas.

Para mí tener la oportunidad de ver de un vistazo cientos de años de estudio me parece una ayuda tremenda para entender como han evolucionado tanto las matemáticas como la física, que por cierto, siempre han estado ligadas. Evidentemente en un proyecto de este calado hay bastantes cosas que faltan (nombres, teorías..), hay algunas que no están del todo bien definidas, pero como visión general y primer acercamiento me parece muy válido.

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Una Frase, un Pensamiento

Sumergido en la lectura de “El mundo como obra de arte” de Frank Wilczek me ha venido una frase a la cabeza:

“Copia la UTOPÍA aunque sea con brocha gorda, sé un artista de lo POSIBLE”.

No sé si el sopor de una tarde de Agosto mezclado con las ideas plasmadas en el libro de Wilczek en el capítulo dedicado a la Caverna de Platón; si su Ideal disminuido y convertido en Realidad han originado que, en paralelo al texto, mi mente generase un ideario homólogo cuyo resultado final se podría resumir en esa frase.

Leemos y según las palabras, las frases, toman cuerpo, se tornan en ideas, nuestro cerebro tiende a hacerlas suyas o a luchar contra ellas creando un dialogo con el autor que nos enriquece, que perfecciona o al menos desarrolla la obra a la vez que alimenta nuestro mundo interior, real o imaginario. Creo que un libro tiene muchas lecturas, seguramente esto no es nuevo, pero esas lecturas también generan influencias en nuestros pensamientos. Libro y ego bailan al son de los conceptos, de las opiniones o hechos que el autor quiere compartir, enlazando mensajes con nuestras percepciones, jugando con nuestro bagaje para hacerlos partícipes de ese juego singular que se genera al penetrar en un mundo explorado por tantos y tan desconocido para el que lo inicia. Ningún libro es igual, para cada uno genera, al estilo Minecraft,  un submundo por descubrir siendo una excusa para escrutar nuestro propio yo, para sacar de ese pozo profundo de ideas e imágenes que no controlamos, de nuestro subconsciente pedacitos de ese YO que se esconde trémulo por no ver la luz.

Vale todo esto ha sido una excusa porque no quería que se me olvidase mi “maravillosa” y “mejor” frase de un día de Agosto de 2016. Para compensar un vídeo con alguien que ha tenido algo más que una frase y quizá, no, seguro; hará que esta entrada tenga algo de valor.

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.

 

 

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


Se inicia el programa de investigación del LHC

Hoy  30 de marzo de 2010, a las 13:06, se han producido las primeras colisiones  a 7 TeV en el LHC marcando el inicio del programa de investigación del LHC. Los físicos de partículas de todo el mundo estaban esperando este momento. Con el LHC se inicia una nueva física experimental utilizando una energía tres veces y media mayor de la que se había logrado en un acelerador de partículas anteriormente.

“Es un gran día para ser un físico de partículas”, dijo el Director General de CERN Rolf Heuer. “Un montón de gente ha esperado mucho tiempo este momento, pero su paciencia y dedicación está comenzando a dar dividendos”.

“Con los registros de energía empleados se hacen añicos todo lo que se había realizado hasta ahora, los experimentos del LHC ofrecen una vasta región para explorar, y a partir de ahora comienza la caza de la materia oscura, las nuevas fuerzas, nuevas dimensiones y el Bosón de Higgs“, esas fueron las palabras de la portavoz del experimento ATLAS, Fabiola Gianotti.

Hasta ahora todo funciona según lo previsto, e incluso mejor de lo esperado. Todos los científicos encargados de los diferentes proyectos están encantados como están trabajando los detectores de partículas, ya están analizando datos en los equipos de trabajo a lo largo de todo el mundo. Pronto empezarán a sacar conclusiones acerca de  algunos de los principales enigmas de la física moderna, como el origen de la masa, la gran unificación de las fuerzas y la presencia de abundante materia oscura en el universo.

Los responsables del experimento Alice ya se frotan las manos imaginando lo que ocurrirá a finales de año con las colisiones de iones de plomo, comenzará la carrera para buscar nuevas pistas sobre la naturaleza de la interacción fuerte y la evolución de la materia en el Universo inicial.

El LHC trabajará durante 18-24 meses con el objetivo de ofrecer datos suficientes para que con los experimentos a realizar se produzcan avances significativos en una amplia gama de canales de la física. Tan pronto como se haya “redescubierto” el Modelo Estándar de partículas conocido, tomado como un precursor necesario a la búsqueda de una nueva física, los experimentos del LHC se dirigirán a la búsqueda sistemática del Bosón de Higgs. Con la cantidad de datos esperados, el análisis combinado de ATLAS y CMS se podrá de explorar un amplio rango de masas, e incluso hay una oportunidad de descubrir si el Bosón de Higgs tiene una masa cercana a los 160 GeV.

El LHC tiene una oportunidad real en los próximos dos años del descubrimiento de partículas supersimétricas”, detectando masas del orden de  800 GeV, y capaces de dar ideas sobre la composición de una cuarta parte del Universo.”

Después de este plazo, el LHC se detendrá para hacer un mantenimiento rutinario, y para completar las reparaciones y trabajos de consolidación, después del incidente del 19 de septiembre de 2008, para que el LHC pueda alcanzar la energía de 14 TeV. Tradicionalmente, el CERN ha operado sus aceleradores en  ciclos anuales, funcionando de siete a ocho meses con un período de cuatro a cinco meses de cierre de cada año. Siendo una máquina con elementos criogénicos a una temperatura muy baja, el LHC tiene alrededor de un mes para llegar a la temperatura ambiente y otro mes para enfriarse. A cuatro meses del posible cierre, parar tan pronto no tendría sentido para un ciclo anual, así CERN ha decidido pasar a un ciclo más largo, con períodos más largos de operación acompañado por períodos más largos de cierre cuando sea necesario.

Dos años de funcionamiento continuo será una tarea difícil tanto para los operadores como para los experimentos del LHC, pero valdrá la pena el esfuerzo.

En este enlace tenemos el Webcast del LHC , ahí se puede ver vídeos acerca del acelerador y como han vivido los primeros choques de partículas. El vídeo de abajo representa como están circulado los haces en el acelerador en tiempo real

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