¿Matará a un peatón una moneda de dos euros que caiga desde un edificio muy alto?

No, no le matará, pero desgarrará su piel y puede que el impacto deje una marca en su cráneo si le cae en la cabeza. El famoso mito que afirma que un penique que cae desde el Empire State en Nueva York puede matar a una persona, o clavarse en el asfalto, fue desmentido por los Cazadores de Mitos (Mythbusters en youtube). Un penique en caída libre alcanza una velocidad terminal (el porqué del funcionamiento de un paracaídas) debido a la resistencia del aire que impide que cause daño alguno; ni siquiera puede atravesar la piel de la mano (como demuestran en el vídeo los cazadores de mitos en sus propias carnes). Sin embargo, puede que te preguntes, ¿qué pasará si en lugar de un penique es una moneda de 10 céntimos de euro, o una de 1 euro? Para obtener la respuesta, en lugar de hacer el experimento, podemos realizar algunos cálculos matemáticos sencillos. Para ello podemos seguir el artículo de Grant Macklem y Nathan Janos, “A Penny in Free Fall,” 1997, o el más reciente (que es el que yo he seguido) de unos estudiantes de la Universidad de Leicester llamados J.C. Coxon, J.F. Barker y T.M. Conlon, “The Penny Drops,” Journal of Physics Special Topics, Feb 16, 2011.

Obviando las fórmulas, fáciles de aplicar gracias a la tabla de la derecha, podemos ir directamente al resultado: un céntimo de euro tiene una velocidad límite de 44,56 km/h, e impacta de canto con una presión de 10,2 MPa (megapascales). La piel humana resiste presiones de hasta 20,89 ± 4,11 MPa, por lo que un céntimo ni siquiera rasgará la piel (igual que ocurre con un penique); de hecho, ni siquiera causará un cardenal (como se ve en el vídeo de Mythbusters).

Una moneda de 10 céntimos tiene una velocidad límite de 48,95 km/h, e impacta de canto con una presión de 14,97 MPa, por lo que tampoco logra rasgar la piel humana (aunque el golpe debe doler y quizás causará un cardenal). Una moneda de 20 céntimos alcanzará 51,41 km/h, e impactará con una presión de 17,90 MPa, que rasgará la piel de quienes tengan la piel delicada. Una moneda de 50 céntimos alcanzará 54,99 km/h, e impactará con 21,03 MPa, luego rasgará la piel y dejará una buena marca.

Una moneda de un euro alcanzará una velocidad límite de 56,23 km/h, e impactará con una presión de 21,58 MPa. Finalmente, una moneda de dos euros, alcanza 54,06 km/h, e impacta con 26,37 MPa. Estas monedas rasgarán la piel y hará bastante daño pero no atravesarán el hueso del cráneo y no causarán la muerte.

Los profesores de física pueden proponer a sus alumnos la repetición de estos cálculos y quizás la experimentación práctica en laboratorio.

Cuándo se publicará la primera búsqueda combinada ATLAS+CMS para el bosón de Higgs

Todo indica que se hará pública en la conferencia EPS-HEP 2011 (Europhysics Conference on High-Energy Physics, 21-27 de julio), quizás en la charla de las 15:30 del 21 de julio “Higgs searches,” aunque también puede que la retrasen a la charla plenaria del 27 de julio, “Higgs searches at the LHC“ (el mismo día, justo antes, será “Higgs searches at the Tevatron“). El 26 de mayo de 2011, en el LHC-HCG meeting (HCG por Higgs Combination Group) se anunció que el primer informe técnico estaría disponible el 13 de junio y el borrador estaría circulando el 20 de junio para su revisión por parte de las colaboraciones de ATLAS y CMS (supongo que se habrán cumplido estas fechas). Tras el proceso de revisión/corrección, el artículo debería estar listo para el 21 de julio. Un segundo artículo se prevee para el 22 de agosto en el congreso Lepton Photon 2011 (LP11); podría ser el mismo artículo o una versión actualizada. Los éxitos en la búsqueda del Higgs en el Tevatrón del Fermilab se han obtenido gracias a la combinación estadística de los resultados obtenidos por sus dos grandes experimentos, CDF y DZero. Los grandes éxitos en la búsqueda del Higgs en el LHC del CERN se obtendrán gracias a la combinación de los resultados obtenidos por sus dos grandes experimentos ATLAS y CMS (y quizás también con LHCb).

¿Qué podemos esperar de la publicación de esta primera búsqueda combinada ATLAS+CMS del Higgs? No sé cuántas colisiones serán utilizadas, pero asumo que al menos 0,5 /fb de cada experimento, totalizando 1 /fb de datos. En dicho caso la tabla presentada por Guenakh Mitselmakher (CMS Collab.) que abre esta entrada indica que se podría excluir un Higgs con una masa en el intervalo [120, 530] GeV/c² al 95% C.L. (un intervalo mucho mayor que el que se espera que publique la combinación CDF+DZero del Tevatrón). Creo que se puede descartar un descubrimiento temprano, pues solo se podría obtener en el rango de masas [152, 175] muy poco probable según los resultados de exclusión actuales del Tevatrón y los tests de precisión electrodébil (el ajuste entre experimentos y predicciones teóricas del modelo estándar). Para LP11 podrían combinarse al menos 1 /fb de datos de cada experimento, totalizando 2 /fb, lo que permitiría excluir un Higgs en un amplio intervalo de masas, [114, 585] GeV/c² al 95% C.L. (aunque muchos esperamos que no sea posible llegar tan lejos por la parte de baja masa porque aparezca algún tipo de señal alrededor de los 120 GeV/c²).

En resumen, habrá que estar al loro, este verano promete ser apasionante.