La última década en la física teórica de partículas elementales

Adam Falkowski, físico teórico, ahora postdoc en la Universidad de Rutgers, durante su doctorado en el CERN inició un interesante blog de física teórica, Resonaances. Su último artículo nos resume los avances más importantes en física teórica durante la década de 2000-2009. Obviamente es su visión personal, pero me ha gustado. Por ello, permitidme llamaros la atención al respecto con un resumen de Jester, “Farewell to the Noughties – Theory,” Resonaances, Saturday, 3 April 2010. Jester aprovecha que las primeras colisiones de partículas en el LHC a 7 TeV son un antes y un después en física de partículas para resumirnos los avances más importantes en física teórica en la década de los 2000 (“noughties” en inglés). Permitidme mi visión personal sobre sus ideas (lo que empezó siendo una traducción se ha convertido en una redacción).

La supersimetría no es la única solución para estabilizar el bosón de Higgs. La contribución del bosón de Higgs en el modelo estándar es su propia ruina, ya que dota a las partículas de masa en reposo a costa de introducir correcciones divergentes cuadráticamente a nivel cuántico. La única manera de domeñar estas correcciones es que existan nuevas simetrías o nuevas partículas en la escala del TeV, la que explorará el LHC del CERN. La solución más conocida a este problema es la supersimetría: cada partícula masiva tiene como compañera una superpartícula mucho más masiva que cancelan mutuamente sus contribuciones cuadráticas. En los 2000 se han propuesto muchos otros modelos teóricos que logran estabilizar el modelo estándar. Lo bueno y lo malo de estos modelos es que son tan buenos o tan malos como la supersimetría para lograrlo. Así que la una única manera de elegir el correcto está en el sector experimental.

La cromodinámica cuántica (QCD) sigue viva y coleando. Los cálculos en QCD son extremadamente complicados y se necesitan grandes supercomputadores (QCD en redes). Los físicos teóricos llevan años buscando teorías efectivas que faciliten los cálculos (usando software de cálculo simbólico) y esta década se han presentado varios avances (como la teoría SCET, por soft-collinear effective theory). También se han presentado varios cálculos heroicos de correcciones de alto orden a procesos del modelo estándar que serán estudiaado en el LHC. Aunque estos avances son “aburridos” son clave para hacer la vida de los físicos experimentales del LHC mucho más sencilla.

La física de la materia oscura es “exótica” de lo esperado. Los resultados experimentales de la búsqueda de partículas candidatas a materia oscura ha ofrecido evidencias de que la materia oscura es más “exótica” de lo que se pensaba. Los dos candidatos “oficiale” (las partículas tipo WIMP, como los neutralinos, y los axiones) encuentran dificultades a la hora de explicar estas evidencias (aún por confirmar). Por ello se ha trabajado mucho en otros candidatos más exóticos, como partículas de Kaluza-Klein, gravitinos, e incluso miniagujeros negros.

Nuevas técnicas para calcular diagramas de Feynman. La física de partículas es “aburrida” para mucha gente porque está plagada de diagramas de Feynman. Los procesos de alto orden requieren la evalucación de cientos de diagramas. Utilizando software simbólico se evitan errores pero los cálculos se simplifican poco. En esta última década se han desarrollado varias técnicas “mágicas” para calcular diagramas de Feynman en bloque, combinando varios diagramas en un nuevo diagrama efectivo más simple. Técnicas basadas en ideas de la teoría de cuerdas, en el uso de espacios de twistores, relaciones de recurrencia BCFW, reglas CSW, etc. Estas técnicas han tenido especial relevancia en el cálculo de los diagramas de Feynman que aparecen en las extensiones supersimétricas del modelo estándar.

Finalmente, siguen de moda las dimensiones extra. El desarrollo de nuevos modelos físicos ha estado dominado por los trabajos en dimensiones extra de Randall y Sundrum, con un fuerte uso de las conjeturas tipo AdS/CFT.

Por cierto, los interesados en conocer la visión de Jester sobre las aportaciones más importantes de la última década en el lado experimental de la física de partículas elementales pueden recurrir a “Farewell to the Noughties – Experiment,” Resonaances, 29 January 2010.

3 pensamientos en “La última década en la física teórica de partículas elementales

    • segundo correo para tenre el artículo en mi correo (como no ponen la función de mandarmelo…)

  1. En ciencia en podemos ser subjetivos pero la tendencia es que hay supersimetria, lo que falta por ver es que consecuencias para nuestro conocimiento de la materia trae la existencia de dicha supersimetria, hay mucho que descubrir todavia y el numero de particulas matematicas o reales sigue creciendo.Gracias por leer.

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