Cada día será más difícil publicar en Physical Review Letters

PRL quiere un índice de impacto más alto. Lo conseguirá siendo más selectiva y más eficiente. Endurecerán el proceso de aceptación de artículos. Así se lo ha advertido el editor a los revisores: Tenéis que ser más duros, muchachos. Primero se quejaron de que por su tamaño (el gran número de artículo que publican al año) no podían tener un índice de impacto más alto (Editorial: “Is PRL Too Large to Have an ‘‘Impact’’?,” February 9, 2009). Ahora nos advierten que desde hoy publicar en PRL será cada día más difícil (Editorial: “Improving PRL,” June 29, 2009). Esto es la repera. Los editores están obsesionados con el índice de impacto. A ver quién “la” tiene más grande (la lista de artículos altamente citados, claro). ¡Qué cosas!

“PRL debe ser una revista más selectiva y más eficiente.” Sólo resultados de primera (¿no lo eran ya?) podrán ser publicados. Todos, autores, revisores y editores, deberán tenerlo en cuenta a partir de ahora (¿no lo tenían ya?).

¿Cuál es la clave? “Los revisores deberán tener en cuenta el impacto del resultado en su campo y en otros campos.” El impacto del artículo, es decir, quieren un índice de impacto más alto y quieren publicar solo artículos que esté garantizado que vayan a tener un alto índice de impacto. Más aún, los revisores tendrán que explicar al aceptar un artículo por qué cumple con los “altos” estándares de PRL. Más claro, agua, … digo, en inglés [c&p del original]

“Referees must judge breadth of interest based on the impact a result will have both in its field and across field boundaries, and, if they conclude that a paper meets PRL standards, they must explain why.”

Los nuevos criterios se aplicarán a partir de 1 de julio de 2009. Así que, amigo, a enviar papers a PRL ya, pero ya, que habrá que aprovechar el proceso de transición en el que la mayoría de los revisores no se hayan leído aún los nuevos criterios y no sepan aplicarlos, porque en los próximo meses si ya era difícil publicar en PRL se va a convertir en casi imposible.

En este blog ya contamos La “bonita” historia de Physical Review Letters (Publicado por emulenews en Febrero 7, 2009).

Según Steven Weinberg la teoría de cuerdas se inventó en 1926

“El artículo de Heinserberg-Born-Jordan de 1926 que aplicaba la mecánica matricial al campo electromagnético era teoría de cuerdas antes de que se inventara la teoría cuántica de campos.” Palabra de Steven Weinberg, Premio Nobel de Física, 1979, en “What is Quantum Field Theory, and What Did We Think It Is?,” ArXiv, Submitted on 4 Feb 1997.

Este tipo de citas hay que dejarlas literalmente, así que aquí lo tenéis, en inglés.

“Werner Heisenberg, with Max Born and Pascual Jordan, discovered matrix mechanics, the first version of quantum mechanics. The historical goal of understanding electron motion within atoms was abandoned in favor of a systematic method for organizing observable spectral lines. In 1926, in one of the very first papers on quantum mechanics, presented the quantum theory of the electromagnetic field. For simplicity they left out the polarization of the photon, and took spacetime to have one space and one time dimension, but that didn’t affect the main results.(Response to comment from audience: Yes, they were really doing string, so in this sense string theory is earlier than quantum field theory.)“

Qué ha pasado con “El Tevatrón encuentra una nueva partícula en contra del Modelo Estándar”

Llegó a portada en Menéame, fue comentada en Eureka, Kanijo y en este blog, entre otros. ¿Qué ha pasado con el exceso de multimuones de alto parámetro de impacto que encontró el CDF del Tevatrón y publicó en ArXiv en noviembre de 2008? Ninguna partícula conocida en el Modelo Estándar podía explicarlo. Nueva física en el Modelo Estándar significa Premio Nobel. ¿Ha confirmado el DZERO del Tevatrón el resultado? No lo ha confirmado. ¿Se ha publicado el resultado original en una revista internacional? Lo enviaron a Physical Review D y todavía está en revisión. Quizás no lo acepten debido a que DZERO no ha confirmado lo observado. ¿Podemos descartar que haya sido encontrada nueva física más allá del Modelo Estándar? No todos lo creen así. Por ejemplo, Tommaso Dorigo, coautor del paper del CDF en ArXiv, opina que el análisis de los datos de DZERO no es concluyente. Su argumento: los multimuones se encontraron a gran parámetro de impacto y los datos de DZERO a gran parámetro de impacto son poco fiables. Habrá que esperar a nuevos resultados de CDF y DZERO (o hasta que el LHC empiece a dar resultados) para confirmar o rebatir la posible nueva física reportada por el Tevatrón. Así es la física de partículas experimental, lenta, pero segura.

Para los interesados en los resultados de DZERO que (quizás) refutan los resultados previos de CDF, el artículo técnico es Mark Williams (DZERO Collaboration) “Search for Excess Dimuon Production in the Radial Region (1.6 < r < 10) cm at the DZERO Experiment,” ArXiv, Submitted on 16 Jun 2009. En lugar del exceso observado por el CDF (de un 23%) han observado un exceso prácticamente nulo (). La razón por la que este resultado no es una demostración definitiva de que se ha interpretado mal el resultado del CDF es sencilla. El exceso de muones del CDF fue observado lejos del punto de colisión de los haces de protones y antiprotones en el Tevatrón, más allá de 1.5 cm (que es una distancia enorme en física de partículas). A dichas distancias la eficacia de los detectores de estado sólido del DZERO no es demasiado alta (según Tommaso es insuficiente) para confirmar o refutar definitivamente el resultado del CDF (que a dichas distancias se supone que es mejor detector).

Para los que hayan perdido el hilo, recapitulemos. ¿Por qué el exceso de muones es una posible señal de nueva física? La razón es que los muones se producen en procesos de desintegración débil, procesos que son muy inestables. No es fácil explicar tantos muones como los encontrados tan lejos como a 1.5 cm del punto de colisión. Cualquier proceso de desintegración débil los habría producido a una distancia mucho más corta. Se han encontrado unos 300 mil muones cuando los modelos teóricos basados en métodos numéricos de Montecarlo resultan en 70 mil muones menos. Un exceso del 23% es muy grande. ¿Puede que a grandes parámetros de impacto (distancias alejadas del centro de la colisión) se esté subestimando el número de muones de fondo según el Modelo Estándar? Los físicos del CDF tienen una experiencia altamente demostrada durante décadas en calcularlo correctamente, es difícil que se hayan equivocado, pero no imposible. Nada es imposible.

¿Qué podría explicar los resultados observados en el CDF? Hay varias posibilidades pero todas apuntan a la existencia de alguna nueva partícula aún no descubierta, quizás una partícula tipo bosón escalar (de la misma familia que el bosón de Higgs o del inflatón posible responsable de la era de la inflación tras el Big Bang). El Modelo Estándar permite la existencia de bosones escalares pero no los incluye ya que nadie ha observado ninguno. Si el CDF ha descubierto el primero su incorporación seguramente no requerirá que nadie se rasge las vestiduras pero se convertirá en un firme candidato a Premio Nobel de Física. 

Se cofirme o se refute el resultado del CDF lo importante de este ejemplo es que todavía nos quedan muchas cosas por aprender del Modelo Estándar y de la física de partículas “convencional” sin necesidad de recurrir a exotismos como la supersimetría, los axiones y otros constructos teóricos. He de confesar que soy de los que piensan que la supersimetría es correcta y que será descubierta en el LHC del CERN.

PS (2 julio 2009): Más sobre los multimuones anómalos detectados en el CDF II con parámetro de impacto de 1,5 cm. Un nuevo artículo de F. Ptochos (CDF Collaboration), “Multi-muon events at CDF,” ArXiv, Submitted on 1 Jul 2009, trata de aclarar un poco el asunto. Me gustaría destacar un par de frases en dicho artículo: “It is difficult to reconcile the rate and characteristics of these anomalous events with expectations from known SM sources. Although one can never rule out the possibility that these data could be at least partially explained by detector effects not presently understood, we will present some additional properties of the ghost sample.” Aunque también afirman que “The possibility of instrumental effects, trigger and reconstruction biases have been investigated in detail.” Lo dicho, habrá que estar al loro a ver qué van publicando al respecto. Esto va a dar para largo…

ESTALMAT y el informe Gurb de nuestro colega Guz del Planeta G51

ESTALMAT (ESTímulo TALento MATemático) es una iniciativa de la Real Academia de Ciencias patrocinada por Vodafone-Fundación España y por el CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) que busca descubrir jóvenes talentos en matemáticas y reforzarles con una formación específica algunos sábados durante el año. En Andalucía lo organiza la Asociación Andaluza de Educación Matemática Thales. Aquí tenéis los enunciados de las pruebas de 2009-2010 que se acaban de celebrar, así como las soluciones (no las miréis hasta haberos enfrentado a los problemas) [omito el enlace para evitar tentaciones]. También podéis atreveros con los problemas de los últimos cuatro años.

Os recomiendo como lectura “El informe Gurb en el Madrid del 2504. Un ejercicio didáctico de matemática-ficción para profesorado realista,” conferencia del gran Claudi Alsina. Os extraigo un trocito para que os hagáis una idea del contenido del resto.

“Antes de ser enviado a Madrid, Guz fue entrenado varios meses a bailar el chotis, digerir una extraña sopa llamada cocido y no alterar sus nervios tras largas horas sentado en el interior de un coche inmóvil. Guz acompañó durante años a Miguel de Guzmán sin que éste se enterase y gracias a este seguimiento concreto hemos podido hoy tener una visión mucho más clara de lo que hacía un matemático español cualquiera. Por lo visto daban diversas asignaturas, escribían muchos libros, daban conferencias y eran políglotas. Todos se preocupaban de investigar, de divulgar, de educar y de ayudar a los demás. En efecto, cada matemático dirigía varias tesis, publicando libros en diversos idiomas. Todos tenían una gran vocación didáctica y dedicaban muchas horas a la formación de profesores.

Al revés de otros trabajadores, los matemáticos renunciaban a los sábados y los dedicaban a promocionar las matemáticas en niños muy jóvenes. Una vez al año iban gratis a formar profesores al Salvador, o Argentina, o países similares. Todos sabían español, francés, inglés, alemán e incluso latín. En julio y septiembre daban cursos de verano o aprovechaban para escribir más libros.”

1/89, las sucesiones tipo Fibonacci y 1/69

Lo he visto en Menéame y me he quedado sorprendido. Me sorprenden que se sorprendan sobre 1/89 y la sucesión de Fibonacci. La suma (trivial) de la serie

donde son los números de Fibonacci, , es un problema que puedo pedirle en un examen a un alumno. ¡Y hay gente que se sorprende! No sé, me encanta. Es el encanto de la matemática. ¡Imaginad que el resultado fuera 1/69 en lugar de 1/89! Sería como más “comercial,” digo yo, no sé. Es curioso.

La sucesión de Fibonacci cumple , con y El polinomio característico de esta relación de recurrencia (o ecuación en diferencias finitas homogénea) es cuyas raíces nos dan directamente la solución general

           

con lo que la suma que queremos calcular es una simple suma de series de potencias

que cuando converge nos da trivialmente

En el caso de la sucesión de Fibonacci, con , obtenemos  y .

¿Cómo podemos obtener 1/69? Hay muchas maneras, por ejemplo, con , o con . Pero lo más curioso es que la sucesión tipo Fibonacci , da . ¿Curioso o no? Así es la matemática. Te preguntan la demostración en un examen y te acojonas… pero el resultado llega a portada en Menéame.

Pregunta para aficionados a la matemática: ¿converge la serie en el caso ? Tranquilo, es fácil.

El éxito de la astrología y su explicación psicológica, el efecto Forer

“La mejor prueba de que la astrología funciona es el testimonio personal de los creyentes en ella. La astrología falla patéticamente al predecir eventos históricos, pero tiene gran éxito al predecir las circunstancias personales de cada uno. Incluso los no creyentes en la astrología tienen que aceptar que sus predicciones son fiables.” Esta paradoja se explica fácilmente con el efecto Forer (también conocido como efecto Barnum): todos creemos que son muy fiables las descripciones de nuestra personalidad que han sido realizadas específicamente para nosotros, cuando en realidad son generales y suficientemente vagas como para ser aplicadas a un amplio espectro de gente. P. T. Barnum era un mentalista que lo usaba en el s. XIX en sus shows. Los psicólogos la llaman la “falacia de la validación personal“  desde que fue estudiada en 1948 por el psicólogo americano Bertram R. Forer, que demostró que se puede adivinar el carácter y la personalidad de una persona sin necesidad de ninguna dote adivinatoria especial.

Ya comentamos en este blog el experimento de Narlikar que ha generado cierta polémica en la India. Los indios quieren dejar claro que aunque en el experimento se utilizó la astrología ancestral hindú (jyothisha) en realidad el resultado es extendible a todos los tipos de astrología. Nos aclara Manoj Komath, “Testing astrology,” Current Science 96: 1568-1572, 25 June 2009, que ”los numerosos estudios críticos sobre la astrología occidental en los últimos 60 años han demostrado que los astrólogos no son capaces de predecir más allá de la suerte.” No sé por qué pero a mí me parece que no era necesaria tal aclaración.

Los interesados en más información al respecto pueden recurrir aquí, donde afortunadamente nos resumen en 60 palabras lo que se puede leer en más amplitud en 470 mil “There is more to astrology than being true or false.” Solamente 70 artículos en contra de la astrología. Me han resultado curiosas estas recopilaciones de artículos con el tiempo estimado que requiere su lectura, aunque no voy a molestar en leer ninguno. Quizás tú sí te atrevas… [los enlaces los he sacado del artículo de Komath, claro].

Todavía no se ha resuelto el misterio del espín del protón: los gluones aportan menos del 5%

El protón está formado por tres quarks de valencia (uud), dos quarks up y uno down. El espín del protón debería ser 1/2 ya que los correspondientes a los quarks suman 1/2-1/2+1/2. Sin embargo, los experimentos de dispersión inelástica profunda indican que no es así. Más aún, los 3 quarks sólo aportan el 20-30% del espín total del protón. En realidad, el protón está formado por un “mar” de gluones y pares quark-antiquark virtuales. La interpretación teórica de los experimentos más recientes en el RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider en Brookhaven, EEUU) indican que los gluones aportan muy poco al espín del protón, el 3-5% del total. ¿De qué depende el espín del protón? Nadie lo sabe realmente. Los cálculos teóricos mediante métodos numéricos son casi imposibles y los experimentos en el RHIC no tienen energía suficiente todavía. La hipótesis más barajada entre los especialistas es que dependen del momento angular orbital conjunto de quarks y gluones. Según los especialistas faltan muchos años para que podamos determinar experimentalmente esta contribución. Curioso lo mucho que sabemos de unas cosas y lo poco de otras.

Ya nos hablaron de este problema Madhusree Mukerjee, “Origen del espín del protón,” Investigación y Ciencia, Mayo 1994, y Schäfer Rith, “The Mystery of Nucleon Spin,” en Scientific American, July 1999. Que los gluones no lo explican apareció a finales del año pasado en muchos medios, como en Saeko Okada, “Gluons don’t explain the spin surprise,” en relación al artículo técnico De Florian, D., Sassot, R., Stratmann, M., Vogelsang, W. “Global analysis of helicity parton densities and their uncertainties,” Physical Review Letters 101: 072001, 2008, y el más reciente Daniel de Florian, “Next-to-leading order QCD corrections to hadron+jet production in pp collisions at RHIC,” Physical Review D 79: 114014, 15 June 2009.

RHIC animations and multimedia.

PS: Los interesados en detalles técnicos pero físicos en general pueden consultar el artículo de Steven D. Bass, “The proton spin puzzle: where are we today?,” Mod. Phys. Lett. A 24: 1087-1101, 2009 (ArXiv, Submitted on 28 May 2009). “The proton spin puzzle has challenged our understanding of QCD for the last 20 years. The proton spin puzzle seems to be telling us about the interplay of valence quarks with the complex vacuum structure of QCD.” [Visto en The Gauge Connection]. La entrada “PHENIX says gluons are not all the story,” también será de vuestro interés.

Las interacciones entre proteínas no son más fiables porque hayan sido publicadas en muchos artículos

Muchos científicos piensan que un resultado es más fiable si ha sido publicado muchas veces. No es así. Muchos biólogos piensan que una posible interacción entre dos proteínas es más fiable si ha sido publicada muchas veces. Un estudio reciente demuestra que esto no es verdad. Las áreas de moda o candentes, debido a la alta competitividad científica, presentan resultados con un gran número de errores. Las probabilidades de falsos positivos y verdaderos negativos crecen con el volumen de publicaciones en un área. Así lo han demostrado Thomas Pfeiffer y Robert Hoffmann al estudiar las interacciones entre proteínas de levadura de la cerveza (S. cerevisiae) publicadas en revistas internacionales, en su reciente artículo “Large-Scale Assessment of the Effect of Popularity on the Reliability of Research,” PLoS ONE, 4: e5996, June 24, 2009.

La investigación científica no está libre de errores. Ciertos estudios científicos pueden avalar hipótesis erróneas o refutar hipótesis correctas. Las áreas de moda o candentes, debido a la alta competitividad científica, presentan gran número de estos errores. Por ejemplo, muchos falsos positivos son “fabricados” (modificando o sesgando datos estadísticos). Pfeiffer y Hoffmann han comparado los resultados más recientes y fiables sobre las interacciones de proteínas en la levadura de la cerveza (S. cerevisiae) con los resultados publicados en años pasados. Han observado que las interacciones más populares en lugar de ser las mejor caracterizadas, todo lo contrario, son las caracterizadas con menor fiabilidad. Los resultados muestran que no es más fiable una interacción protéica porque haya sido reportada por múltiples estudios. Los índices que miden la calidad de una interacción protéica por el número de publicaciones en las que ha aparecido caracterizada (muy usados en bioinformática) se caen por su propio peso.

Parece paradójico que en las áreas más candentes (hot topic) sea muy difícil distinguir entre falsos positivos y verdaderos positivos. Los autores concluyen de su estudio que debería disminuirse la financiación en las áreas de investigación de moda y redirigirla a las áreas menos populares (“the funding available in scientific research could be specifically directed towards promising projects on topics of currently low popularity“).

Gran éxito de la teoría de cuerdas en el estudio de las transiciones de fase cuánticas en líquidos de Fermi

Uno de los problemas más importantes de la física de la materia condensada es alcanzar una teoría que describa la transición de fase cuántica a temperatura cero en líquidos de Fermi fuertemente acoplados (problema que se considera fundamental en una posible teoría de superconductores de alta temperatura). El problema se ha resistido a todas las técnicas matemáticas de teoría cuántica de campos convencionales. Pero ha sido doblegado por las nuevas técnicas matemáticas de la teoría de cuerdas. La correspondencia AdS/CFT permite relacionar los campos cuánticos fermiónicos con un problema gravitatorio, mucho más sencillo, que permite determinar las funciones espectrales de los fermiones en esta teoría de campos. Un incremento en la densidad de fermiones más allá del punto crítico cuántico observado conduce a que emerja un estado con las características de un líquido de Fermi. El artículo técnico es Mihailo Čubrović, Jan Zaanen, Koenraad Schalm, “String Theory, Quantum Phase Transitions, and the Emergent Fermi Liquid,” Science Express, Published Online June 25, 2009 (ArXiv preprint, versión extendida).

En mi opinión es un gran éxito que la teoría de cuerdas aplicada a la física del estado sólido (transiciones de fase cuánticas en líquidos de Fermi) logre publicar un artículo en Science. Sea o no útil para entender la gravedad cuántica, su utilidad en física de la materia condensada es cada día más relevante. Lo hemos contado varias veces en este blog. La teoría cuántica de campos ya es materia obligada de estudio para cualquier licenciado en Ciencias Físicas. No por sus aplicaciones al Modelo Estándar sino por las que tiene en física de la materia condensada y del estado sólido. Quizás, la teoría de cuerdas también alcanzará dicho estatus. 

Los detalles técnicos exceden mis conocimientos. Aún así, permitidme una breve disgresión. Las técnicas de dualidad son técnicas matemáticas por las que un problema en una cierta teoría se puede describir en el marco de una teoría diferente conduciendo a un resultado final idéntico. Normalmente se usa la dualidad para simplificar los cálculos ya que el régimen de acoplamiento fuerte en una de las teorías corresponde a un régimen de acoplamiento débil en la otra. La correspondencia AdS/CFT es una relación de dualidad entre una teoría gravitatoria clásica en D+1 dimensiones construida en un espaciotiempo con una geometría de tipo Anti-de-Sitter (AdS) y una teoría de campos críticos fuertemente acoplada con invarianza conforme descrita en su borde, un espaciotiempo plano o esférico de D dimensiones.

Este tipo de técnicas matemáticas (correspondencia AdS/CFT) ya ha sido utilizada en física de la materia condensada para describir estados con bosones, como las transiciones aislante-superconductor o los sistemas de átomos fríos que presentan resonancias de Feshbach. Pero en estos sistemas las técnicas convencionales de teoría de campos logran una descripción alternativa, a veces con cálculos más largos, pero que para la mayoría de los físicos es más fácil de entender. Pero con fermiones (pesados o fuertemente acoplados), por ahora, la teoría de cuerdas es la única opción viable.

PS (08 julio 2009): Este resultado científico ayuda a resolver, pero no resuelve, el estudio teórico de uno de los grandes problemas en teoría de superconductores de alta temperatura: el hecho de que en el diagrama de fases de estos materiales aparece cierta región en las propiedades de un líquido de Fermi asociada a una transición de fase cuántica a temperatura cero. Sin embargo, obviamente, esto no demuestra que la teoría de cuerdas sea correcta, como muchos han proclamado, p.ej. Realidad física: la Teoría de Cuerdas ha sido finalmente demostrada!, jul 7, 2009. Hay un post muy interesante al respecto de Lubos Molt “Physical reality of string theory demonstrated?” Solo un comentario, cuidado a los que no conozcan a Lubos, siempre exagera bastante (a mí me gustan sus exageraciones), por ejemplo, afirmando “The Leiden group has used the AdS/CFT methods to study the “critical state of matter” that makes high-temperature superconductivity possible.” Hasta ahora lo único que se sabe es que los líquidos de Fermi aparecen en casi todos los superconductores y como son difíciles de entender (¿hasta ahora?) se piensa que pueden ser una pieza clave en una futura teoría que los explique, aunque puede que no. 

 Más en este blog sobre teoría de cuerdas en estado sólido:

La teoría de cuerdas, nueva herramienta en física del estado sólido (Publicado por emulenews en Diciembre 17, 2008)

La teoría de cuerdas: nueva herramienta en la física de la materia condensada (Publicado por emulenews en Agosto 7, 2008)

Teoría de cuerdas: matemática pura o aplicada (Publicado por emulenews en Julio 20, 2008)

El Higgs podría descubrirse gracias al roce de dos protones que no lleguen a chocar

Las partículas elementales no están desnudas. Según la mecánica cuántica, están rodeadas de nubes de partículas virtuales. Existir existen pero no pueden ser detectadas individualmente. ¿Qué pasa si dos nubes de partículas virtuales se rozan sin chocar? Se pueden producir otras partículas igual que cuando chocan dos partículas, pero su choque será mucho más limpio. Un bosón de Higgs de poca masa será muy difícil de detectar en el LHC del CERN. Las colisiones entre protones generan tal explosión de partículas que encontrarlo será como encontrar una aguja en un pajar. Sin embargo, si se rozan las dos nubes de partículas virtuales de cada protón, podrían generarse bosones de Higgs muy limpiamente (unos cientos al año en el LHC). Así lo han propuesto físicos del Fermilab que han logrado generar mesones charmonium (formados por pares de quarks encantado y antiencantado) gracias a dichos roces. El artículo técnico es (otro paper más de Aaltonen) T. Aaltonen et al. (CDF Collaboration), “Observation of Exclusive Charmonium Production and γγ → μ+μ- in pp Collisions at √s = 1.96 TeV,” Phys. Rev. Lett. 102: 242001, 19 June 2009 (ArXiv preprint). Muchos se han hecho eco de este artículo, como “A Higgs Boson without the Mess,” Physical Review Focus, 24 June 2009, traducido al español por César en “Un bosón de Higgs, pero sin el barullo,” Experientia docet, 25 junio de 2009. Os extraigo el primer párrafo [c&p] para que os animéis a leerlo.

“Los físicos de partículas del Large Hadron Collider (LHC) del CERN esperan descubrir el bosón de Higgs entre el barullo de partículas que se generen en las colisiones protón-protón. Los resultados que se publican en el número del 19 de junio de Physical Review Letters muestran que hay una forma de eliminar parte de ese barullo. Un experimento en el colisionador protón-antiprotón Fermilab (Illinois, EE.UU.) ha identificado un proceso poco frecuente que produce materia a partir del intenso campo de la fuerza nuclear fuerte pero que deja intactos al protón y al antiprotón. Existe una posibilidad de que la misma interacción básica les permita a los físicos del LHC tener una visión más clara del Higgs.”

Arrojan una cámara de vídeo de 80 mil dólares desde dos metros y medio para estudiar un chorro de granos de arena

Los científicos están locos. Por publicar en Nature rayan lo inimaginable. Arrojar desde dos metros y medio de altura una cámara de vídeo ultrarrápida Phantom v7.1 valorada en 80.000 dólares para estudiar como se inestabiliza un chorro de granos de area en caída libre. Por supuesto, bien protegida para que no se rompiera en su caída. Da miedo imaginarlo. Las consecuencias del más mínimo error… 80 mil dólares al garate. Una cámara que graba 1000 fotogramas por segundo con una resolución real de 0.04 mm por píxel. No sé, yo debo ser un “acojonao” pero yo no me atrevería a hacerlo. Nos lo cuentan Detlef Lohse, Devaraj van der Meer, “Granular media: Structures in sand streams,” Nature 459: 1064-1065, 25 June 2009 , haciéndose eco del artículo técnico de los valientes John R. Royer, Daniel J. Evans, Loreto Oyarte, Qiti Guo, Eliot Kapit, Matthias E. Möbius, Scott R. Waitukaitis, Heinrich M. Jaeger, “High-speed tracking of rupture and clustering in freely falling granular streams,” Nature 459: 1110-1113, 25 June 2009.

Un chorro de agua al caer rompe en gotas debido a la inestabilidad de Rayleigh–Plateau generada por la tensión superficial del líquido (la fuerza que hace que las gotas de líquido al caer mantengan su forma). ¿Qué le pasa a un chorro de granos que no tienen tensión superficial? Las únicas fuerzas que actúan son las debidas a sus colisiones mutuas. El nuevo estudio muestra que si los granos son suficientemente pequeños, estas fuerzas son suficientes para que el chorro de granos rompa formando estructuras (cúmulos) similares a gotas (la figura d, abajo, está tomada tras 97 cm. de caída). El tamaño del grano es muy importante y granos un poco más grandes no presentan dicho comportamiento (la figura h, abajo, también está tomada tras 97 cm. de caída). Las pequeñas fuerzas cohesivas entre los granos actúan como una tensión superficial ultrabaja.

 

La gravedad cuántica como solución para la materia oscura y la energía oscura

El límite clásico de una teoría cuántica de la gravedad permite calcular correcciones a las teorías de Newton y Einstein para la gravedad a escala macroscópica. La corrección más sencilla explica la materia oscura y minimiza los efectos de la energía oscura. Así lo ha demostrado Alexandre Deur utilizando simulaciones de Montecarlo para resolver la interacción gravitón-gravitón utilizando la aproximación de campo débil. Un resultado sorprendente que ha recibido poca atención por parte de los especialistas, quizás por estar publicado en Physics Letters B en lugar de en Physical Review Letters. El artículo técnico es A. Deur, “Implications of graviton–graviton interaction to dark matter,” PLB 676: 21-24, 1 June 2009 (ArXiv version). Por cierto, por si no lo sabes, muchos (yo me incluyo) de los que envían artículos a PRL si reciben un rechazo los envían a PLA o PLB donde normalmente se publican mucho más fácilmente.

Como la constante de acomplamiento de la gravedad es muy pequeña (porque la gravedad es una fuerza muy débil) uno espera que las correcciones de segundo orden serán extremadamente pequeñas. Pero no es así. De hecho, en una teoría cuántica de la gravedad son las responsables de la corrección de la fuerza inversa al cuadrado de Newton introducida por la teoría de Einstein, que explica el corrimiento del perihelio de Mercurio. De hecho, entre dos masas el potencial gravitatorio queda como . Este cálculo requiere que la gravedad sea débil ya que en el caso de que sea fuerte el resultado diverge (es infinito).

¿Cómo afectarán las correcciones cuánticas al comportamiento de galaxias? Deur las llama correcciones “no abelianas” versus a las correcciones “abelianas” que habían sido consideradas previamente, parafraseando a la cromodinámica cuántica versus la electrodinámica cuántica. Estas correcciones hay que calcularlas utilizando métodos numéricos aplicados a la expansión de la acción de Einstein-Hilbert en serie de potencias en función del acoplamiento. Si la distribución de masa es perfectamente esférica, estas correcciones son muy pequeñas. Pero cuando la distribución de masa es anisotrópica (como en una galaxia, básicamente plana) pueden ser importantes. El resultado numérico para evaluar el propagador de Feynman (función de Green) a utilizar en los diagramas de Feynman entre gravitones presenta un término nuevo, de tipo logarítmico.

La figura que abre esta entradaa es uno de los 6 ejemplos de curvas de velocidad radial de estrellas en galaxias en función de su radio y muestra el buen acuerdo entre la nueva teoría y los resultados experimentales. También se observa buen acuerdo en el caso de galaxias enanas (figura 4 del artículo). Muy interesante es el hecho de que la nueva teoría permite explicar la relación experimental de Tully-Fisher (hasta ahora sin explicación teórica en el modelo de materia oscura basado en partículas elementales supersimétricas y difícil de explicar en otras teorías como MOND).

La nueva teoría predice nuevos resultados que podrán ser verificados/refutados experimentalmente: (1) las curvas de velocidad estelar para galaxias esféricas serán más próximas a las curvas newtonianas que para galaxias elípticas; (2) dos galaxias espirales interactuarán más débilmente que dos galaxias esféricas; (3) el potencial gravitatoria se volverá aproximadamente lineal en clústeres de galaxias ralos; y (4) los modelos de formación galáctica, que actualmente utilizan y requieren materia oscura, conducirán a resultados ligeramente diferentes con la nueva teoría.

¿Cómo afecta el nuevo resultado a la energía oscura? Como el universo está en expansión, la diferencia entre la fuerza gravitatoria “no abeliana” y la usual (“abeliana”) se puede interpretar como un efecto gravitatorio repulsivo, que sería responsable de gran parte de la aceleración del universo actualmente observada en los experimentos con supernovas tipo Ia. La nueva teoría no parece explicar toda la energía oscura pero si reduce enormemente su valor para explicar la aceleración actual de la expansión del universo.

Cuando un artículo ofrece una explicación sencilla (la interacción gravitón-gravitón) para explicar hechos experimentales como la materia oscura y la energía oscura uno ha de quitarse el sombrero. Un gran trabajo de Deur, sin lugar a dudas. Al final, si se confirma esta nueva explicación, una de las grandes utilidades del LHC del CERN, encontrar las partículas de materia oscura se puede quedar en agua de borrajas.

PS (26 junio 2009): Es curioso que nadie haya hecho el comentario que yo esperaba. Pero ¿hay una teoría cuántica de la gravedad? La respuesta es sencilla. Sí la hay. Aplicar la mecánica cuántica a la gravedad es fácil y ya lo hizo hace muchos años Bryce S. DeWitt. El problema es que la teoría resultante no es aplicable a la escala de Planck (donde todo el mundo espera que sea aplicable) porque allí aparecen ciertos “grandes” problemas técnicos. Pero para escalas muy inferiores a la de Planck, la teoría cuántica de la gravedad es perfectamente consistente. Los interesados en más detalles pueden consultar, por ejemplo, A. Strominger, “Is there a Quantum Theory of Gravity?,” in “Quantum Theory of Gravity: Essays in honor of the 60th birthday of Bryce S. DeWitt,” edited by Bryce S. DeWitt, Published by Adam Hilger Ltd., Bristol, England, 1984., p.210 (los interesados podrán localizar una copia pirata de dicho libro fácilmente).

¿Por qué nadie habla de lo que está pasando en Strings 2009 (Roma)?

No sé a vosotros pero a mí me extraña. Todos los años mucha gente habla de lo que pasa en esta conferencia y este año parece que está habiendo problemas, incluso con la WiFi (así lo afirma en Twitter, Marco Baumgartl, “I’d loved to give you live updates from the Strings 2009 conference, but they have severe wifi problems there, can’t connect“, visto en Peter Woit’s “Not Even Wrong”). Parece que este año ni Gina (pseudónimo de Gil Kalai) quiere hablar. ¿No será que no pueden hablar? ¡No hay WiFi! ¿Qué está pasando en Roma? Menos mal que Strings 2010 se celebrará en Texas en Marzo. Allí no hay Vaticano que puedan visitar los “cuerdistas.”

El jueves 26 Petr Horava contará su teoría a las 9:30 en “Gravity at a Lifshitz point” [Review] ante 450 participantes. ¿Qué le preguntarán? ¿Le aplaudirán o le abuchearán a golpe de Maritozzo?

Por cierto, para quienes no lo sepan. Petr es de lo que publican poco (solo 34 artículos en el ISI WOS, desde 1991) pero publica bien (tiene un índice h de 18, pronto tendrá 20). Sus artículos más citados son sobre la teoría de Horava-Witten o teoría M heterótica, el más citado ”Heterotic and Type I string dynamics from eleven dimensions,” Horava P, Witten E, NUCLEAR PHYSICS B 460: 506-524, FEB 12 1996, ha recibido 1.394 citas (unas 100 al año) y el siguiente “Eleven-dimensional supergravity on a manifold with boundary,” Horava P, Witten E, NUCLEAR PHYSICS B 475: 94-114, SEP 9 1996, ha recibido 1.044 (unas 75 al año).

Ya se ha publicado el nuevo JCR 2008 (con pocas sorpresas)

Acabo de descubrir que ya se ha publicado el nuevo JCR 2008 o como dicen ellos “2008 Journal Citation Reports® (Thomson Reuters, 2009).” Ya son 6598 revistas (había en 2007 solo 6426). Las 20 primeras revistas según el índice de impacto siguen siendo prácticamente las mismas, pocas sorpresas. Destaca el índice de impacto de CA-CANCER J CLIN con 74,575 (en 2007 tenía solo 69,026). REV MOD PHYS baja al puesto 6, con solo 33,985 (en 2007 eara la número 4 con 38,403). Tanto NATURE como SCIENCE suben su índice de impacto, pero NATURE gana dos puestos y ahora es la número 8, con 31,253, alejándose de SCIENCE que ha perdido dos puestos y ahora es la 16, con solo 28,103.

Por supuesto, ahora también tenemos que considerar el orden en función del índice de impacto a 5 años (incorporado este año al JCR), pero prácticamente es el mismo (NATURE es la 10 y SCIENCE la 12).

Como ya he comentado en más de una ocasión en este blog, a mí me gusta más el Eigenfactor (TM) que diferencia entre citas desde revistas más y menos citadas. NATURE a la cabeza con 1,76407, seguida de P NATL ACAD SCI USA con 1,69893, y SCIENCE con 1,58344 (tras ellas vienen J BIOL CHEM, PHYS REV LETT y J AM CHEM SOC).

En cuanto a categorías solo un par de comentarios. En MATHEMATICS, APPLIED sigue dominando la ingeniería del índice de impacto de los chinitos de INT J NONLIN SCI NUM que ya alcanzan un imposible 8,479. Están seguidos por revistas de prestigio como COMMUN PUR APPL MATH con 3,806 y SIAM REV 2,739. El eigenfactor pone a INT J NONLIN SCI NUM en un lugar más razonable, el puesto 25. También domina en su otra categoría PHYSICS, MATHEMATICAL, aplastántemente. CHAOS SOLITON FRACT sube su índice de impacto, aunque ahora mismo, sin editor principal, no está aceptando nuevos artículos y se está dedicando a quitarse la cola de los que estaban aceptados y los que van siendo aceptados por los revisores. Supongo que a finales de año habrá nuevo editor, nueva política editorial y su índice de impacto de 2009 se resentirá.

Álvaro Roldán López en su blog calculaba el factor de impacto esperado para PLoS ONE en la entrada “Factor de impacto 2008 para PLoS ONE,” Bibliometría, 15 June 2009, resultando en 5,404. Sin embargo, PLoS ONE no aparece en el JCR de 2008. Creo que habían anunciado desde PLoS que ya tocaba, así que habrá que esperar al año que viene. Como nos recuerda Álvaro “pedimos en los curricula que indiquen exlusivamente las publicaciones de primer cuartil y sistemáticamente aparece PLoS ONE entre ellas cuando no debe considerarse como tal al no estar indizada en el JCR.” Sigue sin estarlo. Se siente amigos, así es el Thomson Reuters ISI.

Revistas que desaparecen.

Como bien deberías saber hay una serie de revistas que todos los años desaparecen del JCR (igual que hay nuevas incorporaciones), literalmente “Due to the significant effect of self citations on their Impact Factors.” Mis amigos informáticos que han publicado este en 2008 en J COMPUT INFORM SYST (Journal of Computer Information Systems) tienen un problema, ya que ha desaparecido del JCR 2008, ya no tiene índice de impacto. A mis amigos ingenieros químicos que han publicado en NEW CARBON MATER (New Carbon Materials) les pasa exactamente lo mismo. Lo siento amigos. Hay 11 revistas más que también han desaparecido.

Ahora nos toca actualizar nuestros CV con los nuevos índices de impacto de nuestros artículos publicados en 2008.

El libro de los récords de las funciones castor afanoso (las máquinas de Turing más ocupadas)

Todo informático conoce la función castor afanoso. Introducida por Tibor Radó en 1962, no puede haber un curso de máquinas de Turing que no la discuta y no puede haber profesor de dicho curso que no pida a los alumnos que determinen por sus propios medios los castores afanosos de menor número de estados. El artículo A. K. Dewdney, “Una trampa computarizada del castor afanoso, la más productiva de las máquinas de Turing,” Investigación y Ciencia, octubre 1984, la introdujo para el público en general. Muchos blogs hablan de castores afanosos (Carlos, Txipi). Yo solo os comentaré que si os interesa el tema, la historia de los avances más recientes sobre funciones castor afanoso se acaba de publicar en Pascal Michel, “The Busy Beaver Competition: a historical survey,” ArXiv, Submitted on 19 Jun 2009. Son 56 páginas que nos cuentan la historia de los sucesivos récords incluyendo un análisis de los correspondientes castores afanosos.

“Pues mi hijo es informático y… Ah, ¿si? ¿en qué academia ha estudiado?”

 ¿Cómo saber si un “informático” es realmente un informático? Pídele que escriba una máquina de Turing que sume dos números representados con palotes. El test de Turing para saber si alguien que se dice informático en realidad lo es.

Un Super Mario cuántico para ilustrar el efecto túnel y las paradojas de Zenón cuánticas

Ilustrar el comportamiento de partículas cuánticas en pozos de potencial utilizando dibujos de Super Mario parece algo obvio y lo es. Pero yo nunca lo había visto. Un Super Mario cuántico prisionero en un pozo de potencial finito por un malvado demonio, que puede superar el pozo de potencial utilizando plataformas flotantes pero si es observado por el odioso demonio su función de onda colapsará y permanecerá eternamente encerrado. Su única escapatoria, dar un salto cuántico hacia otra plataforma justo antes de ser observado. ¿Con qué frecuencia tiene que observar el demonio la situación para lograr que Super Mario quede irremisiblemente encerrado por la eternidad? ¿Con qué frecuencia tiene que saltar Super Mario cuántico para evitar ser observado por los demoníacos ojos? Calculos sencillos para ilustrar un curso de física cuántica. Nos lo cuenta Shi-Jian Gu, ”Super Mario’s escape trip — a proposal of object-intelligent-feedback-based classical Zeno and anti-Zeno effects,” ArXiv preprint, Submitted on 22 Jun 2009.

Nueva moda entre los físicos teóricos: la teoría cuántica renormalizable para la gravedad de Petr Hořava

Una teoría cuántica de la gravedad en 3+1 dimensiones que aproxime a la teoría de Einstein debe pagar un precio que hasta ahora nadie se había atrevido a pagar: la invarianza de Lorentz exacta. A Petr Hořava, hace un cuarto de siglo le hubieran “quemado en la hoguera,” pero este año, será recordado en los anales de la física teórica como su año: 2009, el año de Petr Hořava. Cientos de artículos se están publicando sobre su teoría. Hoy, un físico teórico “chic” tiene que trabajar en la teoría de la gravedad de Hořava-Lifshitz. ¿Que no conoces dicha teoría? No estás al loro, amigo. Nos lo cuenta Matt Visser, “Quantum gravity: Progress at a price. A potentially testable quantum field theory that can accommodate gravity but at the expense of Lorentz invariance,” Nature Physics 5: 385-386, June 2009.

¿Confirmará el satélite Planck sus predicciones sobre la polarización del fondo cósmico de microdondas y obtendrá Petr Hořava un ansiado Premio Nobel de Física? Muchos no lo creen así y las críticas, cual bofetadas, han empezado a lloverle a Hořava por doquier. ¿Aguantará todos los embites? Ahora mismo en Strings 2009, en Roma, mucha gente debe estar discutiendo largo y tendido las ideas de Petr. Sólo el tiempo nos dirá lo que salga de dichas discusiones.

Petr Hořava (pronunciando la ř como en Antonín Dvořák) escribió un artículo que pasó bastante desapercibido en el ArXiv: ”Membranes at Quantum Criticality,” JHEP 0903: 020, 3 Mar 2009 (ArXiv preprint). Proponía una teoría no relativista para la gravedad en la que separa el espacio y el tiempo (que Einstein unió), en la que el tiempo es invariante ante un cambio , con z=2 (en relatividad z=1). Aparentemente algo inocuo. Un mero flirteo de un físico teórico de cierto renombre con la gravedad de Einstein. Pero Petr guardaba una bala oculta en la recámara de su revólver (¿qué pasa cuando z=3?). Una bomba que ha explotado con sus dos últimos artículos, aparecidos en ArXiv en enero y febrero, aceptados en marzo en Physical Review D y Physical Review Letters. Una bomba que ha generado toda una tormenta en ArXiv, donde casi todos los días aparecen 1 o 2 artículos relacionados con su teoría. Los artículos que hay que leer para estar al día en física teórica son Petr Hořava, “Spectral Dimension of the Universe in Quantum Gravity at a Lifshitz Point,” Phys. Rev. Lett. 102: Art. 161301, 2009 (ArXiv, Submitted on 23 Feb 2009) y Petr Hořava, “Quantum gravity at a Lifshitz point,” Phys. Rev. D 79: Art. 084008, 2009 (ArXiv, Submitted on 26 Jan 2009). Este último paper, hoy, según SPIRES-HEP ha sido citado 85 veces (el primero solo 46 veces).

Eres físico teórico: tienes que escribir artículos a favor o en contra de la teoría de Hořava-Lifshitz. Serán ampliamente citados en los próximos meses. Sé de los pioneros y tu CV recibirá la recompensa. No importa si la teoría de Hořava-Lifshitz sobrevive a las críticas o no, tu CV lo agradecerá. Cualquier cosa que hayas hecho sobre teoría de la gravedad ¿cómo cambia cuando se aplica la teoría de Hořava-Lifshitz? Todo un filón para cientos, digo cientos, miles de físicos relativistas.

Petr Hořava, físico teórico de la University of California, Berkeley, EEUU, afirma haber logrado desarrollar una teoría cuántica de campos de la gravedad que es renormalizable en 3+1 dimensiones, aunque no es relativista. Una teoría cuántica de campos no relativista de la gravedad. Esta teoría es aplicable a corta distancia y permite comprender el comportamiento de los gravitones (las partículas que propagan la gravedad). Lo sorprendente es que a larga distancia, él afirma que se recupera la teoría relativista de Einstein de la gravedad. Tanto la velocidad de la luz, como la constante de Newton y la constante cosmológica emergen en este límite a partir de la teoría no relativista subyacente. La teoría tiene consecuencias que podrían ser revolucionarias. Por ejemplo, a escalas espaciales muy cortas la velocidad de la luz crece hacia infinito, luego el problema del horizonte que llevó al desarrollo de los modelos inflacionarios para la Gran Explosión se resuelve trivialmente: no es necesaria la inflación. ¡Ay va esa! Más aún, la materia oscura y la energía oscura podrían tener explicación en la nueva teoría (ya hay varias propuestas al respecto pero todavía es pronto para asegurar nada al respecto). ¡Increíble!

Cuando un físico teórico desafía al mundo, el mundo prepara sus armas y ataca en un “uno contra todos, todos contra uno.” Las hostias le están lloviendo a Petr  Hořava por todos lados. Estimo que 1 de cada 5 artículos critica su teoría. Los 4 restantes, todavía, no quieren matar a la gallina de los huevos de oro.

Las primeras críticas han ido dirigidas a la simetría que Hořava utiliza para sustituir al Principio de Equivalencia de Einstein, pero a distancias cortas, el Principio del Equilibrio Detallado (“detailed balance“) ampliamente utilizado en física estadística y de la materia condensada. La teoría de Hořava predice una constante cosmológica negativa (con el signo contrario al experimentalmente observado). Él sugiere que la ruptura a distancias grandes de la simetría de paridad implicada por dicho principio es necesaria para recuperar la teoría de la gravedad de Einstein. Pero entonces, ¿qué importancia tiene su nuevo Principio? Algunos han tratado de obtener la teoría de Hořava-Lifshitz sin usar dicho Principio y han empezado a encontrar problemas con la propia teoría. Puede que no permita obtener exactamente la teoría de Einstein, como ha predicho Hořava. Las debilidades de la teoría han empezado a aparecer a la luz.

Hořava utiliza también lo que el llama la Condición de Proyectividad, necesaria para obtener soluciones para agujeros negros compatibles con las de Schwarzschild, Reissner–Nordström, Kerr y Kerr–Newman, o para obtener modelos cosmológicos compatibles con los de Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker. Sin embargo, dicha Condición en la gravedad de Einstein tiene su origen en la invarianza relativista. Sin invarianza relativista, cómo se justifica dicha Condición. El estudio de si esta condición es esencial para la teoría es otra línea de trabajo en la que han empezado a observarse las debilidades de la teoría. Parece que aparece un gravitón escalar (del tipo de la teoría que desarrolló Lifshitz y que está en la base de la teoría Hořava) además del gravitón usual. Hořava necesita la Condición para eliminarlo pero cómo justificar dicha condición. Sin esa condición la nueva teoría es incompatible con los resultados experimentales para la gravitación (como el comportamiento de púlsares binarios).

Recuerdas que dije antes “¿qué pasa cuando z=3?” Habrá que contestarlo. ¿Sabes lo que es la teoría del universo fractal basada en triangulaciones dinámicas causales (CDT)? En Investigación y Ciencia, septiembre 2008, pudiste leer el artículo “El universo cuántico autoorganizado,” Jan Ambjorn, Jerzy Jurkiewicz, y Renate Loll (versión en inglés “The self-organizing quantum universe,” Scientific American). El espacio tiempo está formado por bloques (simplices) que se organizan en redes o grafos que preservan la causalidad temporal. El resultado es que la dimensión efectiva de los espaciotiempos más probables es aproximadamente 4. Hořava observó que su teoría (para z=3) es compatible con la teoría CDT, una especie de límite continuo de las teorías discretas tipo CDT. Muchos han tratado de lograr una teoría continua de este tipo. La mecha estaba encendida.

Hořava ha encendido un llama con sus propios dedos y ahora mismo se está quemando. Pero no le duele. La fama, aunque efímera, nunca duele.

El amante de las críticas, Luboš Motl, desde su cervecera Pilsen, en su criti-blog “The Reference Frame,” ha dedicado dos entradas a Hořava. En la primera dejaba caer que la teoría de la gravedad de Hořava-Lifshitz era demasiado buena para ser correcta  y encontraba 4 posibles inconvenientes y concluía “demasiado bonita para ser verdad.” En la segunda sus críticas eran contundentes, al más puro estilo de Motl. Basándose en el artículo de Christos Charmousis, Gustavo Niz, Antonio Padilla, Paul M. Saffin, “Strong coupling in Hořava gravity,” ArXiv, 15 May 2009, arrete contra la teoría. La verdad, merece la pena leer sus críticas y este último artículo. ¿Se obtiene la teoría de Einstein a partir de la teoría de Hořava? No. Esta es la respuesta de estos autores. ¿Podrán Hořava y sus seguidores lograr que así sea? No, si mantienen la idea de que la teoría no sea relativista. Suena fuerte, pero así son los comentarios de Motl. Para él solo existen el blanco y el negro. La moraleja de Luboš os la copio en inglés.

“I think that this episode is just another manifestation of the crucial role played by the local Lorentz symmetry in the context of General Relativity and its extensions. There exist good theoretical reasons why these principles should be obeyed exactly. And in fact, there exist empirical reasons, too. String theory is the only framework that goes beyond the classical theories written down by Einstein around 1916, that respects the corresponding consistency conditions in this extended framework, and that respects these principles exactly.”

Otro artículo reciente que critica fuertemente la teoría es D. Blas, O. Pujolas, S. Sibiryakov, “On the Extra Mode and Inconsistency of Horava Gravity,” ArXiv, Submitted on 17 Jun 2009. La teoría en sus formulaciones actuales es calificada de inconsistente. ¿Será capaz Petr de superar estas críticas y cual ave fenix resurgir de sus cenizas?

Espero no haberos aburrido. Seguramente dedicaré otra entrada más adelante a discutir en detalle los artículos de Petr.

Una pena, Strings 2009 (Roma) no emitirá en directo ninguna charla

El año pasado, en el CERN, y como ya viene siendo habitual en ediciones anteriores, las charlas del congreso Strings 2008 se difundieron en directo a través de internet. Este año, en Roma, no parece que se vaya a hacer. La verdad sea dicha, si no son capaces de organizar un congreso al mismo nivel que en años anteriores, deberían abstenerse. La única oportunidad: las charlas para el público general del próximo miercoles (24). Aunque me temo que si no está anunciado, nos llevaremos la desagradable sorpresa de que una organización pésima ha de ser contemplada con pesimismo.

Cómo medir la fama de un investigador utilizando sus hits en Google

La grado de fama de alguien se puede medir por el número de entradas (hits) que encuentra Google cuando buscamos su nombre. Mucha gente lo tiene muy claro. ¿Qué relación hay entre la fama y el número de logros? Según Simkin y Roychowdhury hay una relación exponencial. Tomando una serie de Premios Nobel de Física logran desvelar el número de logros para la ciencia que han obtenido. Todo un logro. Un artículo más en el ArXiv que, si acaba publicado, engrosará el largo compendio de artículos “basura” que pululan por doquier.

Hace ya unos años, M.V. Simkin y V.P. Roychowdhury observaron que se puede utilizar el número de entradas en Google para cuantificar la fama de una persona. Estudiaron los aces de la aviación comparando el número de hits en Google con el número de aviones enemigos derribados y observaron que crecía exponencialmente con el número de logros. Había una correlación del 0.7 (sobre 1.0) entre el número de logros y el logaritmo del número de hits. Más aún, el número de individuos que alcazaban cierto grado de éxito decrecía exponencialmente. Lo publicaron en “Theory of Aces: Fame by chance or merit?,” Journal of Mathematical Sociology 30: 33-42, 2006 (ArXiv). Por cierto, en este artículo observaron una ley de potencia cuyos parámetros determinaron por regresión lineal, sin usar un estimador de máxima verosimilitud. Obviamente, basura estadística. Les tendrían que haber rechazado el artículo, pero como a ellos, a miles de artículos que se han publicado en la última década. Hoy en día, la basura abunda por doquier.

Este artículo fue criticado por muchos (como es obvio se sustenta en alfileres). Pero como es habitual hoy en día, los críticos aprovecharon para publicar más artículos basura al respecto. Y cada vez en revistas de mayor impacto. Por ejemplo, James P. Bagrow, Hernan D. Rozenfeld, Erik M. Bollt, y Daniel ben-Avraham, estudiaron la fama (número de hits en Google de su nombre) de científicos e investigadores en física estadística y de la materia condensada y la compararon con sus logros (su número de artículos en el servidor de preprints ArXiv). Ambas medidas son extremadamente discutibles (¿por qué en ArXiv, sin revisores, y no en ISI WOS?). Encontraron una relación lineal entre la fama y el número de logros y por tanto una distribución exponencial en lugar de una ley de potencias (que también calcularon erróneamente). Lo publicaron en “How Famous is a Scientist? — Famous to Those Who Know Us,” Europhys. Lett. 67: 511-516, 2004 (ArXiv).

Pero M.V. Simkin y V.P. Roychowdhury no pueden consentir que otros publiquen en revistas de mayor impacto así que ¡a la carga, muchachos! Haciendo oídos sordos a la crítica, faltaría más, en su nuevo preprint en el ArXiv (no se sabe a qué revista lo han enviado y si será aceptado, en mi opinión, no debería serlo), le dan un rizo al asunto y no solo miden la fama con el número de hits en Google sino que además miden el número de logros con su propia ley. ¡Cómo ellos van a fallar! La ley que observaron para los aces del aire DEBE ser aplicable a cualquier asunto, como a los científicos y así determinan el número de logros de una serie de científicos famosos en base a su ley. Rizar el rizo, lo han rizado. ¿Habrá algún revisor que acepte que basura sobre la basura puede resultar en una joya? El artículo es ”Estimating achievement from fame,” ArXiv, Submitted on 19 Jun 2009. ¿Qué argumento puede esgrimir un revisor en contra del artículo? P.ej. que la figura 2 está MAL calculada y por tanto el resto de su artículo cae por su propio peso.

Han estudiado científicos que han recibido el Premio Nobel de Física (A. Einstein, M. Planck, M. Cuire, N. Bohr, etc.). Si su estudio fuera correcto, p.ej., Pierre Curie habría contribuido justo la mitad que A. Einstein (en concreto 8,53/4,30) y Paul Dirac un poquito menos aún (en concreto 8,53/4,04). Otro ejempo, G. Hertz habría contribuido cuatro veces menos que A. Einstein (8,53/2,13).

Lo dicho, un sinsentido que posiblemente acabe engrosando el número de páginas publicadas con artículos de investigación (que desde este blog calificamos como “basura”).

Por cierto, ¿alguien se atreve a cuantificar los logros de los famosos de la prensa rosa? Basta estudiar los logaritmos del número de hits que aparezcan en Google. Por ejemplo, los grandes logros de “Cachuli OR Julián Muñoz” con 298.000 hits son similares a los de “Isabel Pantoja” con solo unos pocos más, 381.000 hits, y a los de “Ana García Obregón”, con solo 339.000 hits. Logros muy superiores a los de “Isabel Preysler” con solo 60.300. No sé, no sé, … lo mismo hasta tienen razón. ¿Y los de “Julio Iglesias”? Con 2.400.000 se lleva la Palma de Oro del Cannes de los Famosos.

Todo lo que siempre quisiste saber sobre leyes de potencia

Las leyes de potencia están de moda a la hora de interpretar datos experimentales. Pero las leyes de potencia son un arma de doble filo. No es fácil estimar sus parámetros utilizando un estimador de máxima verosimilitud. Códigos en Matlab y en R que te permiten estimar los parámetros de una ley de potencias así como calcular la bondad de dicho ajuste los puedes encontrar en esta página web, resultado de un artículo que se publicará en la prestigiosa SIAM Review, “Power-law distributions in empirical data,” de Aaron Clauset, Cosma Rohilla Shalizi, y M. E. J. Newman, disponible en ArXiv desde junio de 2007 (last revised 2 Feb 2009).

El código más interesante plfit.m no funciona en la versión 6 de Matlab, requiriendo al menos la versión 7 (los cambios para adaptarlo a la versión 6 no son difíciles de hacer pero hay que hacerlos). Es un código lento pero ni mucho menos tan lento como plvar.m que estima el error en los parámetros del ajuste y plpva.m que determina el valor p del ajuste mediante un test de Kolmogorov-Smirnov (si p<0.1 la ley de potencias es un pésimo ajuste a los datos). Estos últimos comandos repiten 1000 veces un cálculo que tarda decenas de segundos. Así que hay que tomárselo con mucha tranquilidad.

Mucha gente afirma que las citas de artículos científicos de un investigador siguen una ley de potencia. Uno de los ejemplos del artículo de Clauset et al. para las citas totales en el ISI WOS (Web of Science) a todos los artículos publicados en una serie de años encuentra un valor de p=0,2 que indica cierta evidencia, pero afirma que una ley de potencias truncada (con un corte) obtiene un p=0,87 (un valor muy bueno). ¿Qué pasará con un autor individual? He buscado en el ISI WOS las publicaciones y su número de citas (a día de hoy) de varios investigadores para comprobar si con los programas de Clauset et al. es válida la hipótesis de que siguen una ley de potencias. Los resultados hasta el año 2008 (inclusive) son los siguientes:

- Edward Witten que tiene 271 artículos y un índice h de 120; obtenemos alpha =1,89 +/- 0,38, con xmin =102 +/- 133, lo que claramente nos hace dudar de la validez de la ley de la potencia, de hecho lo confirma un p=0,001.

- Jorge E. Hirsch, inventor del índice h, que tiene 215 artículos y un índice h de 52; obtenemos un alpha=2,11 +/- 0,29, con xmin=36 +/- 20, un un valor p=0,028. Tampoco sigue una ley de potencia.

- Un investigador español senior con 204 artículos y un índice h de 12; obtenemos alpha=2,33 +/- 0,59, con xmin=4 +/-3, y un p=0,001.

- Un investigador español joven con 48 artículos y un índice h de 8; obtenemos alpha=1,83 +/- 0,50, con xmin=3 +/-4, y un p=0,25.

Son solo 4 ejemplos, pero parece claro que las leyes de potencia no describen bien las citas de investigadores.