Nuevo asalto de Kobkhidze contra la teoría de la gravedad emergente de Verlinde

Tres chicas saltando en la playa gracias a la gravedad emergente de Verlinde.

Archil Kobakhidze publicó en octubre de 2010 una posible refutación experimental de la teoría de Verlinde sobre la gravedad como fuerza entrópica. Sus argumentos han sido rebatidos por Chaichian et al. en un reciente artículo aceptado en Physics Letters B (ArXiv preprint), que a su vez él se ha visto obligado a rebatir. Según Kobakhidze, los experimentos con neutrones ultrafríos en un campo gravitatorio publicados en 2002 en Nature refutan la teoría propuesta en 2010 por Eric Verlinde que afirma que la gravedad es un fenómeno emergente. Hasta donde me consta, Erik Verlinde (Universidad de Amsterdam) no ha contestado personalmente a los argumentos de Kobakhidze. Las medidas de la gravedad en neutrones utilizando la ecuación de Schrödinger y un potencial newtoniano, en pleno acuerdo con la teoría de Newton (y la de Einstein), estarían en contradicción con la gravedad emergente de Verlinde. Según Kobakhidze, “estos experimentos con neutrones refutan sin ambigüedad el origen entrópico de la gravitación.” El nuevo artículo es Archil Kobakhidze, “Once more: gravity is not an entropic force,” ArXiv, 21 Aug 2011 (se ha hecho eco de este artículo KFC, “Experiments Show Gravity Is Not An Emergent Phenomenon,” ArXiv blog, 24 aug. 2011).

La razón que expone Kobakhidze para afirmar que la teoría de la gravitación de Verlinde y la de Newton dan resultados diferentes para un sistema cuántico es la siguiente. La ecuación (3.14) del artículo original de Verlinde afirma que una partícula de prueba con masa m en el campo gravitatorio generado por otra partícula de mayor masa M, está descrita por un número de microestados n(r) que depende de la distancia entre ambas masas según

n(r)=\frac{2m}{T}=\frac{4\pi r^2}{G_N}\frac{m}{M}.

Kobakhidze afirma que esta ecuación implica que la entropía de la partícula de prueba S_{N}(r) cambia con la distancia según la fórmula

\Delta S_{N}=\Delta \log\left(\frac{m}{M}N(r)\right)=\Delta \log N(r)=\Delta S =2\pi m \Delta r.

Esta fórmula describe bien la gravedad para sistemas macroscópicos pero contradice los resultados experimentales en sistemas microscópicos. El hamiltoniano cuántico asociado a esta fórmula conduce a un potencial en la ecuación de Schrödinger que difiere del newtoniano, por lo que sus soluciones difieren de los resultados verificados en los experimentos con neutrones. Chaichian et al. critican a Kobakhidze afirmando que esta última fórmula no es correcta ya que su interpretación holográfica en el marco de las ideas de Verlinde lleva a una contradicción (por lo que no puede ser una consecuencia de dicha teoría).

En el nuevo artículo, Kobakhidze se reafirma en su fórmula, la deriva de nueva manera y presenta argumentos en contra de la contradicción concreta descubierta por Chaichian et al. Según él, estos autores se confunden a la hora de contar los microestados en una pantalla holográfica y por ello su cuenta no coincide con la que implica la fórmula anterior; en este sentido sus argumentos afirmando que esta fórmula es incorrecta se caen por su propio peso. No entraré en los detalles (remito a los interesados a los artículos originales), pero sus argumentos (muy sencillos) parecen convincentes.

Habrá que estar al loro de la respuesta de Verlinde… que en este asunto parece estar más callado que una tumba.

51 pensamientos en “Nuevo asalto de Kobkhidze contra la teoría de la gravedad emergente de Verlinde

  1. Hola Francis: ¿Serias tan amable de darme el nombre completo del autor del articulo que citas “(se ha hecho eco de este artículo KFC, “Experiments Show Gravity Is Not An Emergent Phenomenon,” ArXiv blog, 24 aug. 2011)”. Para acortar más te agradeceria me dijeras en que rama de ArXiv aparece este artículo. Muchas gracias.

    Te comento que es posible que la gravedad no sea un fenómeno emergente, al contrario de lo que dice Verlinde, pero en mi opinión podría ser un fenómeno entrópico demostrable cuando se conozca mejor la entropía para el caso de un número de estados relativamente bajo. Antonio

  2. Mi opinión al respecto es que la gravedad originada desde un origen entrópico está aún demasiado en pañales, pero estoy deseando que los que se han puesto con ellas den con la incorrección de Kobakhidze. Después de todo, la teoría de cuerdas o la gravitación de bucles no están ahora mismo mucho mejor: nadie parece capaz de formular una descripción cuántica, no clásica, de teoría M. Y en cuanto a loop quantum gravity, a pesar de éxitos recientes y de un artículo reciente para extender su formulación a teorías supersimétricas, el problema sigue siendo cómo incluir la materia y la ligadura hamiltoniana en el tinglado “loop”.

    Yo estoy estudiando cuando tengo algo de tiempo entropic gravity, que tiene su origen en los trabajos de Padmanabhan y Jacobson, que muestran la virtual identidad de la Termodinámica con la gravitación. Esto es algo bien conocido a los que han estudiado y/o trabajan en Cosmología y Relatividad General. Y no veo a nadie lanzarse a degüello.

    Dicho esto, me parecen bien las críticas ( si sólamente se hiciera lo mismo con el resto, se avanzaría más, supongo). Por ejemplo, en wikipedia mencionan las críticas al enfoque entrópico-termodinámico de la gravedad:

    a) El que usa el paper de Kobakhidze: el aparente desacuerdo entre los experimentos con neutrones y las predicciones de entropic gravity. En mi opinión, alguien con suficiente insight puede resolver este desajuste. El anuevo análisis-crítica no le he visto, pero parece que hay mucha gente que le tiene ganas a la idea de Verlinde. A ver si tengo tiempo para leerlo.

    b) Que el vacío tenga una entropía no nula implicaría que hay un sistema de referencia privilegiado. Bueno, dependiendo de cómo sea éste no tiene por qué contradecir los resultados ni ser mala cosa. Un sistema de referencia privilegiado que rompa la simetría Lorentz de forma débil, que viole CPT, o que produzca decoherencia cuántica a nivel de una ecuación Master no puede ser descartado, solamente fuertemente “limitado” por los datos actuales. De hecho, muchos campos en string theory/M-theory pueden definir tal sistema de referencia y producir, por ejemplo, relaciones de dispersión modificadas energía-momento. Así que, esta crítica no me parece loca como para no poderse salvar también.

    Pienso que el enfoque de gravedad como algo inducido, y el electromagnetismo, del que fue pionero Sakharov son tan decentes como otras, y menos trilladas. Y ha habido intereseantes resultados. No entiendo el por qué de una crítica más desmedida que otros approaches que mueven mucho más dinero.

  3. Estoy totalmente de acuerdo con estos comentarios. Se me ocurre una ¿extravagancia? Si la naturaleza acepta la dualidad onda-particula para que la podamos entender, en el “vacio” puede que tambien haya esta dualidad, y en ese caso si trabajamos con partículas, siempre habría que aceptar la idea de un vacio “tipo folosófico” entre ellas, y salvar esta componente filosófica con la propiedad “onda”.

  4. Lo que está claro es que sea lo que sea la Nueva Física, el nuevo nivel de “realidad” de la Naturaleza se oculta muy bien, y no puedo de dejar de pensar cuál puede ser la razón de ello. Aunque, no se oculte tanto: DM, DE, y los resultados de la Física de Neutrinos son esenciales. Que el propio gobierno de USA cancele TeVatron y haya puesto las balas en el campo de neutrinos con NOvA, MINOS y lo que no sepamos que hacen en el DARPA da qué pensar. Es cierto que desde la cancelación del SSC y ahora con TeVatron parece que USA pierde fuelle, pero solo están reordenando sus recursos y emiten más deuda y dinero. ¡Qué listos son! Después de todo el ILC tiene todas las papeletas para irse a Asia ( China o Korea del Sur) o incluso Rusia. Ya veremos qué pasa.

    Más allá de preguntas filosóficas, a mí lo que me inquieta es que algunas ideas si no las ampara alguien de Princeton, un Nobel, o un grupo “de prestigio” no merezcan ser atendidas. Después de todo, a pesar del avance de muchas teorías main-stream, y del esfuerzo puesto en ellas, estamos ante una encrucijada curiosa. Si los fenomenológos nos dicen que no hay Higgs entre 114 y 1 TeV sería todo un acontecimiento. Si bien es más que posible que se encuentre, el hecho de que le quede tan poco “espacio” para salir ¿disminuye o aumenta sus posibilidades de existir? Estoy seguro de que los teóricos discrepan respecto de esto: los afines a SUSY dirán que es normal que tarde ya que el HIggs es ligero y hay que ser pacientes ( aunque su silencio también muestra algo de desesperación), y los demás…Esperando con el hacha… ¡Cómo mola ver todo esto! Jajajaja…Si el Higgs no está en torno a 128-137 personalmente pienso que no puede existir, no me hace gracia un vacío metaestable pese a que la idea de SUSY y Higgs ligero implicaría que partículas pesadas estabilizarían el sector electrodébil no veo una razón consistente para eso y crearía más dificultades teóricas que bondades.

    Un seesaw a escala del LHC sería mucho más interesante de ser hallado que el propio Higgs. La cuestión de que el mismo campo de Higgs y la masa de su partícula no puede explicarse con la teoría estándar es en sí mismo algo que junto a la masa de los neutrinos debería motivar más a los teóricos de lo que se avecina. El Modelo Estándar y muchos modelos SUSY están siendo destrozados por los datos de LHC y TeVatron. ¿Por cuánto tiempo?

  5. Muy interesante este intercambio científico Kobakhidze-Verlinde. Toc Toc Toc…Verlinde…¿Hay alguien?.

    Faus te contesto yo (Francis seguramente está ocupado encajando los nuevos datos del LHC: cómo dice Woit parece que la naturaleza está siendo sospechosamente maliciosa con esto del Higgs). Que yo sepa KFC no es (son) autor(es) de un paper: son las siglas del sabroso pollo, utilizadas por un bloguero autor de un blog de física de la plataforma MIT que comenta preprints publicados en Arxiv (quizás coincidan con las de su nombre, que yo desconozco). El título que citas lo es de un post del blog al que Francis enlaza, no de un artículo.

    p.s. ¿ Che y cómo dices que caanta el gallo ? ¿ Ki Ki Ki quieres que te diiiiga ? (lease con acento argentino).

  6. Ja¡ Ja¡ Ja¡ Muy bueno………….No sabia que las mulas y los pollos se llevaran tan bien (perdona la broma Francis¡) Gracias por la aclaración sobre KFC. Ya tengo todos los “papers” relevantes.

    p.s. ¿che, sabés jugar al truco?

  7. Solo por curiosidad fenomenos de naturaleza tan diferente como Casimir y la gravedad…¿bajo que argumentos o suposiciones los igualas? Quiero decir, si yo iguala la atracción de coulomb con la gravedad…no tiene ningún sentido (claro excepto cuando calculamos la fuerza sobre un cuerpo que esté en equilibrio bajo la acción de ambas, sus valores coinciden) pero de ahi a decir que son lo mismo…igual no veo como usas las ecuaciones de Casimir en un fenómeno tan diferente. Si el resultado es curioso…pero no logro verle la base física.

  8. “Yo hace tiempo que descubrí por mi cuenta que la gravedad emerge de fluctuaciónes cuánticas del vacio.”

    Yo me parto con este tío. Lo mejor del blog sin duda. Supongo que la base experimental de la que dispones, posiblemente obtenida en el sótano de tu casa (¿quién necesita máquinas de miles de millones de euros?) no deja lugar a dudas.

  9. Tras leer ambos artículos, y mirado por encima el de Chaichian, al menos las conclusiones de Chaichian me parecen más maduras que las de los otros dos…, y no lo digo desde el conocimiento de la física, sino por la lógica que usa: cuando Verlinde está deseoso de negar la teoría de la relatividad haciendo una afirmación que, por lo pronto, sólo la reformula, luego aparece el otro señor que, partiendo de las aplicaciones macroscópicas, las lleva a la mecánica cuántica para luego decir que estudiando la energía de la onda del neutrón, al no cuadrar la cosa no vale teoría alguna ni ocho cuartos… Con esa misma lógica la teoría de la relatividad de Einstein, que tanto defiende este segundo señor, habría sido desechada…

    En cualquier caso, Chaichian defiende que ambas teorías (la gravedad newtoniana y la de entropía) son equivalentes. Pero, como ya sabemos, Bohr hizo “magia” con el fin de ajustar Newton y Maxwell con el orbital de H que no emitía radiación…, ¿qué tipo de “magia” sería necesaria para ajustar el Verlinde con los cuantos? Chaichian manifiesta que hace falta alguna justificación adicional a esa teoría.

  10. Es curioso como cuando te conviene usas el principio de equivalencia y cuando no atacas la relatividad.

  11. Desgraciadamente por mucho que valga un cerebro, eso no es suficiente en ciencia. Los experimentos mentales déjaselos a Galileo.

  12. Comento de nuevo pues no puedo editar : creo que cometes dos graves errores.

    1 – Dices: “La conclusión es que cuando asumimos que las fuerzas de Casimir y gravitacional son en realidad la misma fuerza, entonces vemos cómo la gravedad emerge de la termodinámica del vacio.”

    Entonces, si yo igualo la fuerza de Casimir a la electromagnética, llego a la conclusión de que el electromagnetismo emerge de la termodinámica del vacío. ¿Por qué? Pues porque si tú igualas las dos expresiones, no puedes concluir que uno emerge del otro, si no que solo estás preguntánndote ¿qué valor han de tener éstos parámetros para que la fuerza fuese la misma que la de Casimir? Eso es MUY distinto de partir de la fuerza de Casimir, y sin usar premeditadamente la fuerza gravitatoria, deducirla.

    2- Y lo más importante. En tu conclusión de que la masa M induce una temperatura T, ES INNECESARIO el uso de la fuerza de Casimir. Solo la estás metiendo por medio, para luego que desaparezca otra vez:

    F=G*M*m/r^2=m*a y kT=hbar*a/(2*pi*c) => T=G*M*hbar/(k*2*pi*c*r^2)

    Es más, voy a demostrar que cualquier variable v que a ti te guste induce temperatura:

    F=m·a=f(v), donde f es una función genérica de la variable que queramos. Entonces, a=f(v)/m, que sustituyendo en la expresión del efecto Unhru:

    T=f(v)·hbar/(2·pi·c·k·m)

    Como ves, no es necesaria la discusión que haces sobre la fuerza de Casimir. Podría haber metido cualquier otra cosa de por medio. Es simplemente una expresión que te dice que temperatura percibe un observador acelerado (efecto Unhru), en este caso cuya aceleración está debida a una fuerza central gravitatoria. El uso del radio de Schwarchild, efectivamente da la temperatura en el horizonte de sucesos.

  13. Una fuerza es función de ciertas varibales, y f es su forma funcional genérica. Claro que f es una fuerza, lo que digo es que no importa ni su forma ni sus variables, de ahí que lo que has hecho sea una vagedad. Según tu forma hacer ciencia, si ahora tenemos es magnitud v que yo me invento, como está relacionada con la temperatura, ¿significa que la temperatura es consecuencia de v? No, y según tu razonamiento, la gravedad en ningún momento aparece ni por asomo consecuencia del efecto Casimir.

    ¿Y como puedes hablar de mi dios Einstein si yo ni siquera he nombrado nada que tenga que ver con relatividad (solo he dicho una vez “radio de Schwardchild”? Más bien deberías decir que es tu peor pesadilla.

    Yo lo que digo, es que el uso que haces del efecto Casimir, es una falacia. Lo empleas, para luego quitarlo, no haciendo más que simplificar términos. Eso es equivalente a no emplearlo. Es multiplicar por algo, y dividir por ello mismo para no alterar nada, y entonces decir que esa cosa que introduces ad hoc, es la responsable de todo. Por tanto, ese razonamiento no aporta nada relacionado con el efecto Casimir. Esto no es una discusión sobre filosofía de la ciencia (lo digo como hablas de hipotesis y experimentos) y los criterios para conceder el estatus de científica a una hipótesis y las condiciones bajo las cuales una es mejor que otra, es simplemente un problema de sustituir una expresión en otra, y tras ciertas operaciones, dar gato por liebre. Cuando en una teoría no aparecen estos errores, que no pueden calificarse ni de principiante (porque ni siquiera es un error de la teoría en sí, sino de la base a partir de la cual tratas de crearla, en este caso inexistente como he comentado), entonces podremos empezar a hablar de si esta teoría es superior a otras o es más o menos razonable, el problema es que aquí no hay nada.

  14. Al igual que en gravitación a es función de M, en ese caso a es fución de v. Pongo f(v)=m·a, del mismo modo que tú haces f_c=m·a, si no lo entiendes es que tampoco sabes lo que tú has hecho.

    En cuanto a lo otro, me parece que esta línea que ya puse:

    F=G*M*m/r^2=m*a y kT=hbar*a/(2*pi*c) => T=G*M*hbar/(k*2*pi*c*r^2)

    desacredita todo lo que has hecho, porque introducir el efecto Casimir de por medio es algo innecesario. Introduces el efecto Casimir igual que podrías haber introducido cualquier otra cosa.

    “Y en cuanto a tu voluntad de discutir si esta teoría es o no superior a otras, diré que no has entendido nada.” Yo te diré que tú si que no has entendido nada, solo tenías que leerte el últmo párrafo, que además de tremendamente instructivo, dice claramente “entonces podremos empezar a hablar de si esta teoría es superior a otras o es más o menos razonable”. Ese “entonces” remarca que por ahora no estoy discutiendo nada. Una vez que la teoría tenga forma puede empezar a hablarse, no ahora. No obstante, al hablar de Verlinde, es posible que hayas entendido que me refería a él o algo así. Sobre eso, su interés está, como todas las teorías de la gravedad nuevas que surgen, en su implementación en sitios donde la gravedad tal como la entendemos da problemas. Mientras explique todo (aunque no más) que sus predecesoras, podemos admitirla, el problema está en si hay algo que sabemos que es de una forma, y esa teoría no lo predice.

    • @ Juan Manuel Dato Ruiz , mira mi ultimo comentario en este post y lo entenderás, no me refería que la gravedad fuese función de v, sino que al igual que se mete en la expresión la fuerza gravitatoria, función de M, podríamos haber metido una fuerza cualquiera f, función de alguna otra variable v; es decir, que en esa expresión el término de fuerza que aparece, no tiene porq qué ser el de la fuerza gravitatoria. La teoría de grafos es un poco excesiva para solucionar este malentendido.

    • @ Juan Manuel Dato Ruiz

      La falacia no es esa, la falacia es pretender que el resultado es consecuencia de emplear el efecto Casimir, cuando claramente no lo es:

      F=G*M*m/r^2=m*a y kT=hbar*a/(2*pi*c) => T=G*M*hbar/(k*2*pi*c*r^2)

      “¿Vamos a negarlo sin más sabiendo que la teoría general de la relatividad defiende casi prácticamente eso?”. Me preguntas que si vamos a negarlo. Yo no niego, yo contradigo la siguiente afirmación que encabeza la discución, la cual me parece (por la misma cuestión de actitud científica por la que no niego) cuanto menos ridícula: “Yo hace tiempo que descubrí por mi cuenta que la gravedad emerge de fluctuaciónes cuánticas del vacio”.

      “¿Por qué podemos combinar concretamente la fuerza de Casimir con la gravitatoria?” Sí, pero hablar en los términos tan tajantes como se ha hecho sobre esta combinación, está fuera de lugar, pues no es más que una sustitución de un par de fórmulas aplicadas a situaciones diferentes a aquellas para las que fueron deducidas . La del efecto Casimir es para 2 placas planas conductoras, de superficie infinita, perfectamente enfrentadas, no dos partículas en general, así que, aunque el efecto Casimir pueda existir entre partículas, sigue siendo una chapuza, porque por ejemplo en electromagnetismo constantemente vemos como la dependencia de la fuerza con la distancia varía dependiendo de si son partículas, un dipolo, dos placas planas o lo que sea, así que en este caso de placas planas, pensar que puede ser aplicable a partículas, no debería ser más que un mero ejercicio mental de ver que cosas salen, como los resultados que se han puesto más arriba, pero de ahí a afirmar que has descubierto algo con eso hay mucha diferencia, y no solo descubierto algo, sino algo por lo que tendrías un Nobel en el bolsillo…

      P.D.: Soy el mismo David, pero escribo desde otro sitio y no se como hacer para que me salga la misma imagen.

    • @ Juan Manuel Dato Ruiz. Si estamos de acuerdo. Las cosas se descubren de dos formas, partiendo del fenómeno experimental y buscando una teoría que lo explique, o partiendo de una teoría y buscando experimentalmente el fenómeno que predice. La diferencia es que en el primer caso, sabes que algo existe, aunque no tengas una explicación, y en el segundo caso solo tienes un candidato a existir. Me parece que a los resultados puramente teóricos se les otorga un estatus exagerado (excepto en áreas en las que es todo lo que tenemos), parece que por obtener un resultado teórico, es casi seguro que es cierto porque parece explicar algo. Creo que es el problema de esta dsicusión, el autor sistemáticamente rechaza cualquier afirmación en contra de su entramado teórico porque cree que es cierto sin más. Sin embargo, el buen experimentador y comprobador de leyes tiene en cuenta algo básico: para comprobar que un resultado teórico es correcto, no basta con comprobar que el experimento está de acuerdo, sino que además hay que descartar otras teorías alternativas que también pueden superar la prueba. Uno es libre de hacer teoría, es libre libre de tener una opinión sobre ella, pero no puede salirse de las restricciones impuestas por la física experimental. Insisto, puede opinar pero no tratar de hacer creer a los demás lo que él quiera, bueno, también puede tratar de hacer creer, pero en ese caso tu credibilidad caerá en picado como ocurre con el autor de la teoría que discutíamos. Solo hay que ver no este post, sino otros en los que nos desacredita por utilizar la relatividad general y no otras teorías personales del mismo alcance (sustituir un par de cosas y explicar la anomalía de las Pioneer, explicar el problema de la materia oscura etc. y a los que están en desacuerdo calificarlos de dogmáticos y exclavos de la ciencia oficial.)

    • Lo siento David, pero no es así del todo: tú has sido quien lo descartaba a él de decir una falacia – cuando no era así.

      En esta discusión no es cierto que él descartara otras opciones, aunque quien tiene una teoría coherente tiene derecho a defenderla.

      Y, por otro lado, descubrir no es descartar ni estar seguro de nada: descubrir es como el que andando por un prado descubre una margarita. La margarita puede ser una flor común o incluso de plástico. No hay que darle tanto eco a un simple descubrimiento, concepto bastante cotidiano, dicho sea de paso.

    • @ Juan Manuel Dato Ruiz

      A ver, yo descarto la relación entre Casimir y gravitación, pero sí rotundamente la forma en la que se han relacionado más arriba. Como he dicho antes, la falacia es concluir que lo obtenido es resultado de la inclusión de la fuerza de Casimir cuando claramente no es así. Eso es la falacia (veáse falacia, no el término definido por RAE, sino el empleado en lógica, el cual no aparece en el diccionario: hacer pasar por cierta un razonamiento falso), el razonamiento, NO la hipotesis o premisa de la que se parte. Una hipótesis no puede ser una falacia.

  15. Vamos a ver, tu tienes la fuerza de Casimir f_c, y puedes decir que el movimiento de una partícula, sometida a esa fuerza, será f_c=m·a, si tienes una fueza gravitatoria, será GMm/r^2=m·a, si tienes una partícula cargada en movimiento, será q(E+Bxv)=m·a, si tienes un elemento de fluido sometido a una presión, será P*S=m·a etc. ¿No entiendes que yo me estoy refiriendo de la misma forma, a una fuerza f, sin especificar cual es (electrica, por la presion, graviatroria, casimir o lo que quieras), ni cual es su forma funcional (exponencial, lineal, logarítmica o lo que sea), y cuya variable es v (masa, carga, presión etc)?¿Sinceramente, cómo puedes no entenderlo?

    • Yo lo que sigo sin entender es la base fisica del asunto, las matematicas pueden hacer magia, como apunta David, podemos meter las variables y fuerzas que nos de la gana. Mi pregunta es como dos fenomenos tan diferentes como la fuerza de Casimir y la gravitatoria pueden ser una misma cosa. Lo expresé en mi primer comentario y luego david lo expreso mucho mejor.

      Una cosa es igualar las expresiones de ambas fuerzas para encontrar las condiciones en que ambas tienen el mismo valor y otra es decir que son lo mismo. Puedes hacer que un coche y un tren vayan ambos a 100 km/h pero eso no hace que el coche y el tren sean la misma cosa. No se si me explico. ¿Que justifica el que digas que ambas fuerzas son lo mismo mas allá de que en determindadas condiciones sus valores coincidan?(que es lo que haces al igualar sus expresiones).

  16. A ver, que la sangre no llegue al blog. La idea de Verlinde ha sido generalizada y extendida al electromagnetismo ( si buscáis entropic coulomb force lo hallaréis). De hecho, han proporcionado estudios posteriores una interesante conexión, mediante el principio holográfico) a las leyes de Newton y de Coulomb y lo más interesante es que tienen la misma forma. Antes habían escrito esas fórmulas en la mismísima wikipedia, pero las quitaron al no ser “algo establecido”. Curioso que no hagan lo mismo con otras teorías.

    Bueno, el problema de Verlinde es que es una idea “nueva” para pelearse con cocos y hay poca gente en comparación a otras vías, investigando sobre ello. Y lo último que hay salido hace nada es que parece que es necesario definir diferentes temperaturas para cada partícula para que el enfoque funcione. Y sí, parece que la gravedad entrópica tiene el problema de no reproducir los experimentos con neutrones en un campo gravitacional, así que habrá que ver si alguien encuentra la forma.

    Finalizaré diciendo dos cosas:

    a) Cualquier teoría que explicque la gravedad a nivel microscópico debe de alguna forma reducirse a la Relatividad General en el límite apropiado y eso es algo muy fuerte.

    b) Feynman solía decir que un problema capital de la Física sería que todos estuvieran investigando las mismas cosas ( en el sentido de ser una especie de teoría dictadura). Evidentemente, cada momento histórico tiene sus teorías más aceptadas pero creo que Feynman temía que la Física acabara siendo una corporativa en la que todos hacen lo mismo con diferente aceptación.

    • Completamente de acuerdo: de hecho, hasta parece que a Verlinde se le haya estado reclamando que justifique una teoría de unificación para poder tener cabida todo lo que defiende… Cuando la teoría debería ser sólo sustitutiva.

  17. El que está más callado como una tumba frente a los ataques a la hipótesis de Verlinde ( que realmente es una variante de su propia cocina) es el cosmólogo y especialista en Relatividad General Padmanabhan. Y, sería interesante saber qué dice él al respecto de la crítica basada en el comportamiento cuántico de neutrones cuando él está dando charlas en las que dice cosas del estilo: “(…)Gravity is the thermodynamic limit of the statistical mechanics of atoms of spacetime.”
    — Thanu Padmanabhan, during a talk at Perimeter Institute, summer of 2010.
    Quizás sea el modo en que Verlinde liga el origen de la gravedad mediante entropía lo que hace que la gente sea excéptica respecto a la idea que, en sí misma, es inherente a las investigaciones de los agujeros negros y su termodinámica. Desde luego, el misterio de gravedad a nivel cuántico sigue fascinando.

  18. Hola Juan: Estoy de acuerdo contigo. Padmanabhan está callado, y no le he visto nunca entrar en discusiones con detalle, pero como dice Francis y otros Verlinde también está muy callado. Y aquí los que menos callados estamos somos nosotros, tratando de entender el mensaje de la naturaleza y de paso lo que nos presentan alguna idea, que parece muy buena, de vez en cuando….para permanecer callados por si acaso ….
    En fín, con respecto a la evidencia de los neutrones, para el caso que nos ocupa, no veo claro que se haya demostrado experimentalmente que la gravedad entrópica no sea una buena idea. Quizás me puedas ayudar algo en una duda que tengo: he seguido el razonamiento de Verlinde y a mí me parece que le sale una gravedad que en vez de atraer ¡ empuja ! Desde luego este sentido de “gravedad” podría explicar la expansión acelerada del universo. A escala universal el gradiente de entropia es positivo y por tanto la fuerza entrópica empuja……. No sé si me puedes decir algo, pero en todo caso gracias. Antonio

    • Hola, Alfonso. Tampoco puedo decirte mucho en estos momentos, ya que estoy con cosas pendientes, por eso no posteo demasiado…
      Primero, de acuerdo en que estoy seguro de que alguien pensará algo para explicar los experimentos con neutrones bajo la hipótesis entrópica.

      Segundo, te diré lo que pienso del problema entrópico-repulsivo (suena fatal, jajaja). Que puede ser o no correcto, pero de eso vive este negocio, de ideas y pensamiento. Si la gravedad es generada por los gradientes de entropía, el asunto es que la fuerza puede ser atractiva o repulsiva. Y eso es un cambio importante que no se ha destacado demasiado en ninguno ( y me los he leido todos…) de los papers sobre el enfoque entrópico. El que haya una especie de repulsión cósmica “natural”, que también aparece en forma de correcciones, ha sido destacado sólo por un tipo que no recuerdo y plantea un dilema bastante serio de fondo en relación a la valided del principio de equivalencia de la relatividad general.

      Tercero. Soy partidario de una versión débil de dicho principio más que de la violación del mismo en extensiones de la relatividad general, pero la antigravedad, o energía oscura, si se sigue mostrando sólida en todos los datos cosmológicos forzará a cuestionar el fundamento mismo de la relatividad General o a banearlo ¿?( una antigravedad o repulsión cósmica universal va encontra del principio de equivalencia, al menos en la mayoría de las formulaciones que conozco), que no es mala cosa si queremos una teoría cuántica que funcione de la gravedad, algo hay que cambiar. En el libro de Gamov, Gravity, ya se plantea esa cuestión dicotómica: elegir entre el principio de equivalencia o la descripción efectiva Newton con su ley de inercia(veo a Newton revolviéndose en su tumba). Ahora que parece que se ha mejorado la capacidad para producir antimateria, sería divertido probar si la ley de Newton para un antiprotón y un protón es atractiva o repulsiva…No sé cómo andan los resultados al respecto de cómo “cae” un antiprotón en un ascensor, pero debería hacerse para zanjar la cuestión del signo de la carga gravitacional del protón( a parte de la implicación que tendría en aras del teorema CPT). Si un antiprotón tiene “carga gravitacional” negativa, enfrentado a un protón se vería repelido. Es algo que se ha especulado y no está claro por las dificultades, creo, que plantea observar antiprotones en caida libre. Así, pues, la repulsión cósmica incluso con la simple ley de Newton sería posible, suponiendo que hay antimateria que no vemos y que nos empuja aparte. Ley de Inercia frente a Principio de Equivalencia. La ley de inercia es “derivada” de otras hipótesis en el approach de Verlinde…Una cuestión que debería también afrontar esta idea es ver qué dice sobre el Principio de Equivalencia, y por qué es tan preciso si es que es correcto siempre…

      Cuarto, los defensores de SUSY y SUGRA no entiendo porque se dejan de virutas con el LHC y se ponen locos de alegría con la energía oscura ya. Están mirando en el sitio equivocado, si quieren pruebas más fáciles deben ponerse las pilas en Cosmología y Astrofísica. Otra de las ideas que tengo es que la energía oscura puede proporcionar ser un test ideal para SUSY N>1, aunque no tengo del todo claro cómo podría hacerse experimentalmente algo ando pensando sobre ello, pero sin nada calculado o claro todavía.

  19. Hola:

    “Cuarto, los defensores de SUSY y SUGRA no entiendo porque se dejan de virutas con el LHC y se ponen locos de alegría con la energía oscura ya. Están mirando en el sitio equivocado, si quieren pruebas más fáciles deben ponerse las pilas en Cosmología y Astrofísica. Otra de las ideas que tengo es que la energía oscura puede proporcionar ser un test ideal para SUSY N>1, aunque no tengo del todo claro cómo podría hacerse experimentalmente algo ando pensando sobre ello, pero sin nada calculado o claro todavía.”

    No hace falta realizar ningún test para Sugra >1, pues ya se sabe que no son viables experimentalmente. La razón es que no pueden acomodar materia quiral y por tanto no reproducen el modelo estándard. Por ello, todos los modelos fenomenológicos de cuerdas acaban siendo Sugra N=1, (y es una de las razones por las que se empezó a considerar compactificaciones en CY, que tienen holonomia SU(3), y por tanto desde la Heterótica llegas a Sugra N=1). Sugra N=1 es la única que puede acomodar materia quiral; las otras sugras tienen su interés como teorías gravitacionales de “prueba” (por ejemplo N=8 y su posible finitud) así como en relación a la Teoría de cuerdas, pues sus soluciones son objetos y estados que pertenecen a la teoria de cuerdas y son necesarios para definir consistentemente la misma; por ejemplo, sus dualidades no perturbativas.

    Por otro lado, la SUGRA es una teoría fundamental, y de hecho para N>1 toda la materia esta fijada en funcion de campos fundamentales, con lo que no puedes introducir un tensor de energia momento para describir un fluido, una estrella o una situación astrofísica. Esto es, no obstante, normal, ya que son teorías que, como límites de bajas energías de la teoría de cuerdas, describen las interacciones fundamentales , no objetos macroscópicos. Lo que propones es como intentar describir una patata mediante el modelo estándar.

  20. En lo que estaba pensando, en principio, era SUGRA o SUSY N=1 ( no >1). Eso de trabajar con nocturnidad me hace bailar las teclas ( a parte que los neutrinos me tienen ocupado y el tiempo vuela).

    Lo que probablemente hizo me bailara la cabeza era una idea que ando rumiando de supergravedad N>1 con el asunto de la energía oscura. Sin embargo, pensando un poco sobre ello, no entiendo por qué N>1 SUSY/SUGRA no puede servir para la energía oscura. ¿Dices que no son viables porque son teorías no quirales? OK. Pero pregunto, ¿puede una teoría quiral como el SM explicar la energía oscura o la materia oscura? Creo que no…Bajo ese punto de vista, no creo que una teoría SUSY/SUGRA N=1 o N>1 sean tan diferentes o inviables ( respecto del problema oscuro). Sobre cómo logramos obtener el SM a baja energía es una cuestión de model-building sutil. La idea es algo del estilo unificación teoría X —> SM ( quiral) + Hidden Sector ( noquiral/quiral¿?), y este esquema es habitual en GUTs y en teorías BSM. El sector oculto que de momento no vemos ( energía/materia oscura) hasta donde entiendo, nadie puede decir el tipo de materia o energía que es con evidencia empírica, ni creo nadie sea capaz de arguir que la teoría X sea quiral o no. El asunto es reproducir el SM, punto.

    Sé del problema general de la materia quiral en el SM a baja energía, LLido. He estudiado SUSY y SUGRA durante el Máster. Pero hay teorías noquirales interesantes a nivel fundamental como tú mismo dices ( sean “de prueba o no”). Por ejemplo, la teoría de cuerdas IIA se puede describir como una teoría de supergravedad en 10 dimensiones a baja energía y tiene dos supersimetrías ( N=2). Los gravitinos se mueven en la world-sheet, tienen quiralidades opuestas y no hay “grupo gauge”. Además tenemos D0,D2,D4,D6 y D8 branas en su espectro. Sin embargo, la reducción dimensional de esta teoría puede proporcionar una teoría quiral ( model building) o si usamos dualidades, podemos movernos a una teoría quiral. Y eso es perfectamente posible. El punto, efectivamente, es la quiralidad del SM. Y si hay algo que a mí me espanta de SUSY, SUGRA y etc. ( a pesar de todas las cosas buenas que tienen) es la dificultad manifiesta que tienen a la hora de justificar A NIVEL FUNDAMENTAL por qué el SM tiene que ser quiral a baja energía. No lo explican. La simple respuesta “para reproducir el SM que observamos” no es suficiente para mí para una teoría que presuma de ser “más general”. Si quieres, y creo estarás de acuerdo en esto, el por qué debemos obtener a baja energía el SM es algo que viene “impuesto” por fenomenología ( igual que debemos de cuidar en modelos supersimétricos que las partículas nuevas no produzcan una desintegración del protón demasiado rápida, pero sin abordar la cuestión fundamental complicada de por qué debe ser así) y no está “justificado” en el mantra de las supercuerdas (teoría M). Creo que no es necesario mencionar el famoso problema del “landscape”. Y de nuevo, el LHC ahí tiene mucho trabajo por delante, pero salvo el colisionador de muones del futuro, el potencial de descubrimiento del LHC está limitado a unos pocos TeV. Y aún estamos todos esperando “señales”.

    Así pues, el que una teoría N>1 SUSY/SUGRA sea viable o no experimentalmente depende bastante sobre lo que se considere “probado” experimentalmente (Feynman diría que el sentido común en Física depende bastante de los prejuicios que se tengan, e incluyo en el saco al bosón de Higgs: no deja de ser un elegante prejuicio teórico como en su día fue el éter, aunque de un tipo distinto, por supuesto).

    Tenemos el SM, quiral, que, funciona aparentemente bien hasta, digamos, energía de 500 GeV?¿? Tenemos, por otra parte, que una teoría no quiral “no puede reproducir” de forma “viable” el SM¿?. Yo no diría tanto. Más bien, yo diría que el SM como teoría efectiva es quiral, y que de momento cualquier teoría noquiral debe “volverse” quiral para “reproducir” el SM. Y eso, insisto, NO ESTÁ FUNDAMENTADO teóricamente sino que es un requisito experimental. Sería bonito decir algo del estilo “La teoría X -de cuerdas ( o SUSY o SUGRAo cualquier otra) de forma unívoca un SM quiral a baja energía”. No es así de fácil,sin embargo. Tú mismo has dicho y los que hemos estudiado sabemos que se eligen ciertas teorías sobre otras simplemente para “obtener el SM” a baja energía. No hay una sola demostración, ninguna, de por qué ello es así. Nota: las dualidades, a parte de conducir a la teoría M, otra de sus bondades es que permiten moverse de teorías de juguete a teorías más realistas experimentalmente como las heteróticas, que, por supuesto, permite llegar a N=1 SUGRA. Y sigo sin ver también, por qué no puede inventarse una teoría no-quiral que se reduzca a una quiral. En el fondo, es lo que hacen “las teorías de juguete” de cuerdas con dualidades ( has mencionado también SUGRA N=8, pero hay otras teorías no quirales que pueden tener carácter fundamental). Así, que, desde este punto de vista, sí hay formas de obtener el SM quiral desde una teoría no quiral.

    En mi opinión, no es tan grave ese asunto teórico de la quiralidad( N=1 o N>1 ) ya que al fin y al cabo son ambas teorías supersimétricas que no tienen base experimental hasta que no veamos una partícula supersimétrica, como el experimental de encontrar algo más, aparte de los neutrinos, que ilumine la cuestión de cómo “completar” el Modelo Estándar para entender la energía o materia oscuras ( que salvo propuestas o ideas radicales, resisten de momento todos los tests experimentales). Si no se ve nada en el LHC habría que pensar, como ya se ha dicho por ahí, en si conviene un trasto más grande o MUCHO más grande.

    El problema efectivamente es el modelo estándar como teoría quiral y es ahí donde LHC se va a mostrar crucial: Let’s kill the SM a escala TeV ( los resultados preliminares no apuntan a eso, desgraciadamente). Después de todo, hay muchas patatas en este mundo(¿quieres decir que una patata no está hecha de leptones y quarks? Aunque entiendo lo que dices…). Descubrir el Higgs es importante relativamente en LHC ( ha sido diseñado para eso) pero insisto, lo realmente “killer” del LHC será lo que no esperamos. Me gustaría ser optimista pese a los datos actuales… :D

    De todas formas, podemos discutir más sobre patatas, cuerdas, mundos branas, gravedad entrópica… pero sin sustento empírico no son más que teorías ( bonitas en el sentido de Dirac) que pueden o no corresponder a nuestro Mundo e igualmente pueden ser “patatas” todas ellas. Está bien conocer posibles extensiones del Modelo Estándar como las no-partículas, dimensiones extra, valles ocultos,…Pero si la Naturaleza dice no…Habrá que inventar algo…nuevo y distinto ( aunque no parece que que queden muchas alternativas no imaginadas).

    Un comentario adicional. Dices que SUGRA es una teoría fundamental. Estoy de acuerdo en que eso no nos ayuda a describir mejor las patatas mejor que la teoría atómica o los elementos del S.P. Pero, que sea fundamental, en cierto sentido, de nuevo, también es discutible, ya que en el caso de la SUGRA en 11d susupermultiplete tiene un contenido de campos fijo ( correcto): el gravitón, un gravitino de Majorana, y un camgo gauge 3 forma ( tensor antisimétrico de tres índices) usualmente llamado campo C. De éstos, ninguno se corresponde con lo que vemos y debemos usar de nuevo el truco de la compactificación/dualidad e irnos a teorías más manejables que nos permitan una descripción efectiva del SM. Empero, SUGRA 11d es una teoría efectiva también…¡De M-theory! Y nadie sabe qué es teoría M, ni su descripción, salvo que a baja energía describe 11d SUGRA con 2-branas y 5-branas, y algunos otros objetos exóticos.

  21. Hola,

    Respecto a si una Teoría no quiral puede volverse quiral por algún mecanismo; es decir, si por ejemplo la Supergravedad N=2 puede volverse quiral (sin matar supersimetrías y convertirse en la N=1 SUGRA), no tengo ni idea, pero creo que no es posible, ya que la propia estructura supersimétrica de la teoría te impide que así sea. Es decir, si logras por algún mecanismo introducir materia quiral, entonces es que has roto suficientes supersimetrías como para acabar en la N=1 SUGRA. Ten en cuenta que para N>1 los campos que puedes introducir estan fijos, y para N>4 el numero de los mismo es fijo ya. Todo esto restringiéndonos a teorías 4 dimensionales, porque evidentemente la quiralidad es algo que depende de la dimensión.

    Respecto a si el SM puede o no describir la materias oscura, yo diria que no, pero que debería, y la extensión adecuada del SM la debe describir, pero no en el sentido de dar la dinámica del universo, evidentemente, sino de contener en su espectro la partícula que es responsable de la materia oscura.

    Respecto a tu S.P:precisamente lo que comentas, que la teoría tengo un numero y tipo de campos fijo es una característica que la hace fundamental. Significa que no puedes meter un tensor de energia momento arbitrario, de un fluido por jeemplo para describir un colapso gravitacional, sino que solo tienes unos campos fijos que de describir algo tienen que describir interacciones fundamentales dadas. Cuando digo fundamental, no obstante, no digo que sea la última teoría, o la teoría del todo, puede ser también una teoría efectiva y ser fundamental: como es el caso de la SUGRA 11 dimensional.

  22. Esencialmente estoy de acuerdo con lo que comentas, Llido. La quiralidad ( campos quirales) depende de la dimensionalidad del espacio-tiempo y de la correspondiente representación irreducible del álgebra de Clifford ( matrices de Dirac-Majorana).

    Por eso te comentaba que el tener una teoría quiral es en el fondo algo “efectivo” que depende de la forma en que hacemos la reducción dimensional o la forma en que rompemos supersimetría. Y el asunto de la rotura de supersimetría es algo que es altamente no trivial, y hay cientos de papers sobre ello, ideas muy buenas pero de momento no hay SUSY. No es algo cerrado. Dicho sea esto, te entiendo y a tu crítica, pero creo que estamos de acuerdo en lo esencial. El matiz de si una teoría quiral con N>1 puede ser fenomenológicamente relevante o no, ahí discrepo, no es algo que pueda determinarse sin saber algo más de SUSY o de qué campos hay BSM. Por ejemplo, sabemos que al ser los neutrinos masivos, el mecanismo de Higgs debe ser completado por algo más ( seesaw?) para explicar por qué el neutrino tiene masas tan enanas. Y una explicación es la existencia de neutrinos right superpesados. O más campos que no conocemos. Uno podría pensar en que a alta energía, en la que aparecen otros “campos” o “grados de libertad”, pueda ser no quiral ( olvidemos SUSY en este momento). Otro ejemplo bien conocido: en teoría de cuerdas los grupos E_8 o E_7 no permiten construir fermiones quirales en d=4, y es necesario reducirlos a E_6 que sí que lo permite en d=4. Por supuesto, la manera que tiene la teoría de cuerdas heterótica de solventar la “no quiralidad” es mediante un espacio extradimensional que no corresponde a nuestro mundo “efectivo”. Excepción hecha de esta matización, y de que comprendo perfectamente los problemas de plantear el asunto de la energía oscura en términos de N>1 SUSY, no veo muchos más problemas teóricos que los que ya tenemos pensando en cómo está rota SUSY ( ya que no la vemos, si es que existe).

    Tienes razón en una cosa más, en que una teoría como SUGRA maximal en D=11 es “fundamental” en el contenido de campos y que no puedes tener algo para tener un tensor energía momento que defina las cosas que necesitamos. Cómo describir el colapso gravitacional, las estrellas, o incluso los átomos mismos o la microestructura “atómica” que deba tener el espacio-tiempo no puede ser descrito con una teoría como ésa. Eso es razonable para una teoría efectiva que “integra” la microestructura fundamental, justo en la misma forma en que la teoría de Fermi es una descripción efectiva del lagrangiano electrodébil a energías menores que las de los bosones vectoriales intermediarios W’s, y Z’s. En este sentido, ahí también soy excéptico, ya que precisamente, si no logramos una descripción mejor del colapso gravitacional y de los agujeros negros, o de lo que tú comentas que pueda describir, a baja energía, las estrellas…Nos quedamos con lo que tenemos en estos momentos, que es mantener un punto de vista positivista estricto. Un comentario: supongo que estarás al tanto del problema que están teniendo los astrofísicos para explicar la existencia de estrellas con muy baja metalicidad y que no puede, hasta donde yo sé, ser explicado con modelos actuales. También está el problema no trivial ( aunque eso tiene que ver más pienso yo con la estructura del vacío de QCD que todavía no entendmos) del espín del protón o su tamaño. Sería bueno tener alguna teoría que explicara tales cosas, si las actuales se muestras incapaces de hacerlo en el futuro inmediato.

  23. Hola,

    “El matiz de si una teoría quiral con N>1 puede ser fenomenológicamente relevante o no, ahí discrepo, no es algo que pueda determinarse sin saber algo más de SUSY o de qué campos hay BSM”

    Es que una SUGRA con N>1 no puede ser quiral. Todas las Teorias de Sugra con N>1 tienen el contenido de campos totalmente fijo: el tipo de campos, las representaciónes bajo las que se transforman etc. No puedes cambiar absolutamente nada si quieres mantener supersimetría N>1; y en concreto no puedes meter materia quiral si quieres mantener N>1. Así que da igual los campos que haya BSM y todo lo demás, ya sabemos el contenido material de las teorías de SUGRA; que después sea el correcto o no, ya es otra cosa. Todo esto en cuatro dimensiones.

    Ahora bien, lo anterior no contradice que se obtengan teorias quirales partiendo de teorias 10 dimensionales no quirales. Pero es que el resultado o teoria efectiva de básicamente todas las compactificaciones fenomenológicas de cuerdas es una SUGRA con N=1, la única que acepta materia quiral, y por supuesto no es casualidad. Lo que sueles hacer de manera muy básica, es romper la supersimetría que te sobra hasta que tengas N=1 en 4 dimensiones, que sabes que es la viable. Esto se puede hacer de muchas maneras: mediante la holonomía de la variedad compacta, mediante la inclusión de branas etc etc

  24. “Es que una SUGRA con N>1 no puede ser quiral. ” Lo sé, y creo que estás comprendiendo mal lo que yo estaba diciendo: yo no estoy diciendo que N>1 sea quiral ( mira mis posts), sino que una hipotética teoría N>1 más fundamental según lo que entiendes a alta energía que recupere el SM más “algo más” que pueda ser no quiral en la parte extra, hidden sector, que de momento no vemos ( dark energy, dark matter,…). Evidentemente, lo mínimo es tener el quiral SM. Pero eso no reproduce todo lo que aparentemente vemos en el Cosmos. Coge cualquier teoría efectiva a mas alta energía como supercuerdas en diez dimensiones o sugra en 11 dimensiones. Efectivamente, el problema son los campos quirales que debemos tener una vez reducida a una teoría en 4=d, que es lo que llamas que sea viable. Corrígeme si me equivoco: una teoría es viable si a energía del orden de, pongamos el LEP o LHC, reproduce el SM quiral que conocemos.

    TE cito: “Ahora bien, lo anterior no contradice que se obtengan teorias quirales partiendo de teorias 10 dimensionales no quirales.” Eso es precisamente lo que he estado diciendo, creo, o no me he explicado bien o lo mismo me has entendido de otra forma. Además:

    “(…)es que el resultado o teoria efectiva de básicamente todas las compactificaciones fenomenológicas de cuerdas es una SUGRA con N=1, la única que acepta materia quiral, y por supuesto no es casualidad. Lo que sueles hacer de manera muy básica, es romper la supersimetría que te sobra hasta que tengas N=1 en 4 dimensiones, que sabes que es la viable.(…)”

    Ahí lo tienes, premio: el punto de string theory es rompemos SUSY hasta N=1 porque “lo viable”, es la reproducción del SM. No tengo problema con eso. El asunto es, ¿es el camino viable para BSM? Conocemos su contenido de campos: precisamente eso es lo que digo. El SM no es una teoría quiral, pero ¿lo es la materia oscura? No lo sabemos…Cualquier cosa que contenga el modelo estándar, de acuerdo, debe ser quiral en d=4, ¿más algo a una escala del orden la escala de ruptura electrodébil? Está claro que a la escala que de momento hemos probado no hay nada que se parezca al contenido del SM más que en N=1 SUGRA, de donde partimos y derivamos el SM. Que es lo viable. Sin embargo, y hasta donde yo sé, ninguna teoría supersimétrica N=1 puede reproducir la cantidad de materia oscura que parece que “detectamos” indirectamente.

    Supongamos que existe alguna teoría viable GUT o supersimetrica en el sentido que dices o que creo entender dices viable de recuperar el SM y su quiralidad. ¿Excluye eso la posibilidad de que a cierta energía más alta los campos fundamentales o grados de libertad sean otros y que a esa cierta energía más alta la teoría sea no quiral? No hablo en este caso del SM a energías a las que ya lo hemos testado, que sabemos funciona razonablemente bien, y de ahí la importancia de que casi todas las compactificaciones es SUGRA N=1. Es simplemente el prejuicio de querer reproducir el modelo estándar a energías actuales. Funciona bien, pero el por qué es así viene impuesto por la fenomenología actual, lo viable. Si es que te he entendido bien.

  25. Donde puse “El SM no es una teoría quiral, pero ¿lo es la materia oscura? No lo sabemos…Cualquier cosa que contenga el modelo estándar, de acuerdo, debe ser quiral en d=4, ¿más algo a una escala del orden la escala de ruptura electrodébil?” Debe poner “El SM es una teoría quiral, pero ¿lo es la materia oscura? No lo sabemos…Cualquier cosa que contenga el modelo estándar, de acuerdo, debe ser quiral en d=4, ¿más algo a una escala del orden la escala de ruptura electrodébil?”

  26. Hola, a ver si me logro explicar mejor:

    “Lo sé, y creo que estás comprendiendo mal lo que yo estaba diciendo: yo no estoy diciendo que N>1 sea quiral ( mira mis posts), sino que una hipotética teoría N>1 más fundamental según lo que entiendes a alta energía que recupere el SM más “algo más” que pueda ser no quiral en la parte extra, hidden sector, que de momento no vemos ( dark energy, dark matter,…)”

    Si nos restringimos a 4 dimensiones, entonces si consideramos N>1 no puede ser quiral, y no puede haber una N>1 mas fundamental, con sectores extra quirales ni nada de eso, porque en el momento que incluyas ese tipo de sectores extra estaras rompiendo supersimetrias y bajando a N=1. Es decir, el lagrangiano de las teorias N>1 esta ya completamente dado y es conocido, en todos sus sectores, y no pormite aniadir ningun tipo de contenido ni sector extra si se quiere preservar supersimetria N>1. No es que para cada N>1 tengamos varias teorias supersimetricas y no se conozcan todas, ni se conozca toda la materia que se puede meter en la teoria; es que para cada N>1 el lagrangiano de sugra esta completamente dado y es univoco (existe demostracion matematica) y tiene una forma rigida y una descripcion matematica dada (bastante elegante por cierto, en funcion de fibrados complejos). Y da igual las energias que consideres, y las escalas que consideres, el lagrangiano es el que es y el que ya se conoce. Lo unico que puedes hacerle a las SUGRA N>1 sin romper supersimetrias es gaugear ciertas isometrias de la variedad escalar (las que tienen un embedding dado en el grupo simplectico), pero a parte de eso, la estructura y materia del lagrangiano esta completamente dada, y no puede incluir sectores extra de ningun tipo. Moraleja: supersimetria N>1 determina de manera completa todo el lagrangiano, los campos y los acopolos y no hay libertad para aniadir ningun tipo de sector o contenido.

    Ahora bien, si nos quedamos ya en N=1, entonces la cosa cambia. Aqui podemos considera teorias quirales con N=1, y, hasta donde yo se, teorias no quirales tambien con N=1 (susy no restringe univocamente el lagrangiano, solo impone ciertas restricciones generales, como que la variedad escalar es de Kahler-Hodge). Con lo cual, lo que propones es posible que tenga cabida: podria considerarse una teoria que por encima de cierta escala no sea quiral, pero por debajo si, debido a cierto mecanismo. Esto si es admisible, o al menos no inconsistente. Pero siempre moviendonos dentro de N=1.

    “Sin embargo, y hasta donde yo sé, ninguna teoría supersimétrica N=1 puede reproducir la cantidad de materia oscura que parece que “detectamos” indirectamente. “”

    A esto, tal y como lo escribes, no le veo sentido. Una teoria fenomenologica de particulas no tiene que explicar la cantidad de materia oscura que hay, sino tiene que dar un candidato, una particula, que sea la que forma dicha materia oscural. Por ejemplo, el neutralino. Son las teorias cosmologicas las que se encargan de explicar la cantidad de materia oscura que hay, su dinamica, etc. Una teoria BSM solo tendria que decir, “la materia oscura esta compuesta de esta particula que esta en mi espectro y que tiene estas propiedades”

    “El SM es una teoría quiral, pero ¿lo es la materia oscura? No lo sabemos…Cualquier cosa que contenga el modelo estándar, de acuerdo, debe ser quiral en d=4, ¿más algo a una escala del orden la escala de ruptura electrodébil?”

    Tal y como lo has escrito no le veo mucho sentido. Supongo que te refieres a que si una teoria BSM debe ser quiral por contener al SM que lo es. Ahi no sabria decirte, quiza haya un mecanismo que lo permita, lo que si que puedo decirte es que dicha teoria no va a mantener mas de una supersimetria (4 supercargas).

  27. “Si nos restringimos a 4 dimensiones, entonces si consideramos N>1 no puede ser quiral, y no puede haber una N>1 mas fundamental, con sectores extra quirales ni nada de eso, porque en el momento que incluyas ese tipo de sectores extra estaras rompiendo supersimetrias y bajando a N=1. ”

    Correcto, aquí nos entendemos. De hecho, la única forma de hacer eso la hemos mencionado tú y yo. Irnos a dimensiones más altas donde sí es posible, por ejemplo, crear teorías no quirales y luego reducirla a una teoría quiral, que es “lo viable” por la fenomenología conocida y observada del SM.

    Sugra N>1 es un modelo, como bien has dicho antes, de teoría “fundamental” con el numero de campos fijados, o como las teorías de supercuerdas heteróticas en d=10. No hay sinsentido, creo, en lo que digo y lo que comentas, ya que al final, acabamos como tú has explicado magnificamente, en la mayoría de los casos, en SUGRA N=1 por la viabilidad de reproducir el SM y en donde seleccionamos, tras una ruptura de simetría, las teorías quirales N=1. Efectivamente, lo que pienso es algo como eso que comentas y es que la quiralidad del SM sea debida a algún mecanismo aún por descubrir de una teoría más general a alta energía, justo en una forma análoga a como el seesaw “explica” por qué los neutrinos son más ligeros que el resto de campos, o como el “Higgs” da masa a los fermiones y quarks ( y que sin embargo requiere “algo más” para explicar por qué los neutrinos observados son tan ligeros en comparación al resto de fermiones)…El mecanismo de generación de masas y la estructura electrodébil debe tener una razón, así como la quiralidad observada del SM. Y a esto, coincidirás conmigo, para lo que se ha construido LHC principalmente. Arrojar luz sobre el mecanismo de ruptura electrodébil ( sea el Higgs o lo que sea equivalente), física del top quark ( que es el que tiene una interacción mayor con el Higgs, aparentemente) y si somos afortunados, MSSM. Se podrán ver otras cosas, si la Naturaleza se muestra caprichosa y bondadosa con nosotros :D. Y eso sería lo más interesante ( y no menciono ya el que se descubra SUSY, que está por ver aún, y que también sería un asombroso hallazgo encontrarla y acertar con el modelo adecuado).

    Una teoría BSM debe tener consecuencias cosmológicas razonables, más allá de dar candidatos a materia oscura, aunque aquí entiendo que esto que pienso no es “mainstream”, ya que lo mínimo y más “conservador” es pedir que la fenomenología de astrofísica y cosmología observadas tengan candidato a esa materia que no interactúa bajo U(1) y que sólo sabemos que existe por la interacción gravitatoria y otros indicios cosmológicos. De acuerdo con eso también, entiendo. NO obstante, reconozco que quizás soy demasiado ambicioso por mi parte pedir a una teoría que prediga la densidad de materia bariónica, no bariónica, etc.,…Pero una teoría fundamental debería si no predecir eso, dar razones por las cuales se entienda mejor la proporción en la que se encuentran. Dicho esto yo creo que una teoría BSM debería al menos proporcionar algún principio o tener cierta propiedad que pueda ser testeada en cosmología más allá de un candidato natural a DM. No sé, me viene a la cabeza predecir algún tipo especial de anisotropía en el CMB, algún efecto adicional en el gravitational lensing/microlensing, o bien mediante modelos cosmologicos anisotropos usando geometrias de Finsler, o consecuencias cosmológicas del tensor de torsión. Supongo que estarás de acuerdo en que a diferencia de relatividad general sin SUSY, N=1 SUSY predice un tensor de torsión que debe, al menos en las componentes fermiónicas del superespacio, incluso si es es “euclideo” o “plano” en el sentido habitual, ser no nulo. Y eso debe tener consecuencias observables.

    “Tal y como lo has escrito no le veo mucho sentido. Supongo que te refieres a que si una teoria BSM debe ser quiral por contener al SM que lo es. Ahi no sabria decirte, quiza haya un mecanismo que lo permita, lo que si que puedo decirte es que dicha teoria no va a mantener mas de una supersimetria (4 supercargas).”

    Si has leido mi primer párrafo, es precisamente lo que sugiero. Una teoría BSM no tiene por qué en principio ser quiral a alta energía más que en el sentido de que a energías más bajas, conocidas y probadas, y en d=4, tengamos, al menos, el contenido de campos que viene dado por el observado quiral SM.

  28. Hola,

    tienes razon en que si consideramos una teoria BSM que contenga gravedad, debe tambien dar la dinamica cosmologica, por supuesto. No se por que estaba pensando en esos momentos en extensiones del SM sin gravedad. Si consideramos la Teoria de Cuerdas, entonces si que deberia dar una explicacion cosmologica de la materia oscura, por que hay la cantidad que hay, de que esta compuesta etc etc. No obstante, eso es muy dificil que ocurra; cualquier prediccion concreta esta afectada del problema del “landscape”, por llamarlo de alguna manera, y actualmente solucionarlo no es la direccion de investigacion preferida, o la mas prometedora. Es mas eficiente centrarse en aquellas caracteristicas o predicciones de la teoria de cuerdas que son genericas, asi como usar la teoria como herramienta para estudiar otros sistemas fisicos a traves de dualidades.

  29. Me alegra haber llegado a un punto de encuentro, más allá de algunos matices y de las erratas de tipografía. Sobre el landscape, me parece algo irreal que pueda afrontarse en el futuro inmediato sin alguna idea que revolucione el mapa. Sobre las predicciones genéricas de string theory, pues ahí están efectivamente. Aunque al igual que pasa con otras teorías, sería interesante encontrar un medio para falsarlas ( y ahí incluyo a SUSY y SUGRA). De momento, y hasta la fecha, siempre que no se han visto las partículas supersimétricas, los estados KK, se eleva la escala a la que aparecen y se salva la teoría. Pero eso daría para otro debate. ¡Lo que ha dado de sí este hilo de entropic gravity!

  30. Hola,

    hay medios para falsar las predicciones genericas de la teoria de cuerdas, al menos de consistencia. Por ejemplo, el correcto cálculo de la entropía microscópica en teoria de cuerdas es un claro hint de que es consistente como teoria de gravedad cuántica. Por toro lado, en un lenguaje más moderno, el hecho de que la teoria de cuerdas sea una teoría conforme, y que básicamente todos los agujeros negros admitan un dual conforme que da cuenta correcta de la entropia microscopica es un claro hint de que la teoria de cuerdas es la teoria de gravedad cuantica correcta.

    Añadir finalmente, que basicamente todas las predicciones de baja energía de la teoría de cuerdas se basan en sugra, que es la que describe los modos massles de la teoría de cuerdas. Eso sí, no todas las sugras describen límites de la teoría de cuerdas.

  31. Yo me refería a falsación experimental, más allá de la consistencia interna de la teoría que debe tener per se. ¿Eres un defensor de la teoría de cuerdas porque trabajas en ellas? Simple curiosidad.

    Los tests de consistencia teóricos que mencionas están bien. No lo niego. Yo antes leía y sobre todo pensaba bastante sobre esas relaciones y los cálculos. Sin embargo, pueden existir otras teorías que sean consistentes con esas predicciones. Por ejemplo, loop quantum gravity también ofrece un modo de calcular los microestados y computar la entropía de ciertos agujeros negros. Igual con teoría de cuerdas. Teoría de cuerdas puede explicar esos resultados, hasta donde mi memoria alcanza, en agujeros negros con ciertas supersimetrías, y no en agujeros negros sin dichas supersimetrías. Aunque hace tiempo que no leo como está el tema ahí, no creo que haya cambiado mucho el panorama ( no ha habido aún otra superstring revolution).

    Teoría de cuerdas es una teoría efectiva también, aunque estoy de acuerdo en que contiene gravedad cuántica. No creo que nadie niegue eso a estas alturas. Pero tiene el problema de que a muy alta temperatura, mayor que la temperatura de Hagedorn, deja de estar bien definida. Este punto también ha sido indicado por ‘t Hooft y otros. Y tras la hipótesis de M-theory, la famosa pregunta sigue perturbando, what is string theory? I can safely say nobody understands QM, AND I can safely say nobody knows what string theory is ( at last). Podemos calcular cosas con ellas, pero estamos aún lejos de comprender sus fundamentos.

  32. “Por ejemplo, loop quantum gravity también ofrece un modo de calcular los microestados y computar la entropía de ciertos agujeros negros. Igual con teoría de cuerdas. Teoría de cuerdas puede explicar esos resultados, hasta donde mi memoria alcanza, en agujeros negros con ciertas supersimetrías, y no en agujeros negros sin dichas supersimetrías. Aunque hace tiempo que no leo como está el tema ahí, no creo que haya cambiado mucho el panorama ( no ha habido aún otra superstring revolution).”

    En realidad la LQG ni siquiera considera agujeros negros, pues no se puede decir que contega en el sentido preciso soluciones de tipo agujero negro. Lo que consideran (si no me equivoco pues no conozco el tema en profundida) es un horizonte aislado y su operador área. Además el resultado que obtienen depende de un parámetro de la Teoría llamado parámetro de Barbero-Inrimizi que es arbitrario y por tanto no está fiajdo y no se recupera el valor A/4. En este sentido a mi me parecen muy insatisfactorios los resultados de LQG; y los métodos tampoco me convencen mucho-

    En cuanto a la Teoría de Cuerdas, inicialmente sólo se consideraron agujeros negros supersimétricos y near extremal, pero la situacion ha cambiado bastante. Ahora se pueden considerar agujeros negros arbitrariamente no extremos y con rotación; se conoce la teoría conforme asociada pero no se conoce que conjunto de branas y objetos cuerdísticos es el responsable en general de dicha teoría conforme, por así decirlo. Pero ahí está el resultado y además probado con cierta universalidad.

    “Supongo que estarás de acuerdo en que a diferencia de relatividad general sin SUSY, N=1 SUSY predice un tensor de torsión que debe, al menos en las componentes fermiónicas del superespacio, incluso si es es “euclideo” o “plano” en el sentido habitual, ser no nulo. Y eso debe tener consecuencias observables.”

    Susy N=1 no predice ningún tensor de torsión, sólo que en la formulación elemental de la misma ciertos desarrollos se pueden escribir de forma más compacta asimilando ciertos términos con las componentes de un tensor de Torsión.

    Por cierto, no defendo la Teoría de Cuerdas porque trabaje en ella, eso sería absurdo. Como mucho se podría decir que la razón de que alguien trabaje en la Teoría de Cuerdas es porque le gusta y la considera razonable y por eso la defiende.

  33. Hola, solo queria decir que soy físico y no entiendo ni jota de lo que estan discutiendo jajajajajajajajaja

  34. Hola,

    yo soy químico y aficionado a leer este y otros blogs de física desde hace tiempo. Desde mi ignorancia, lo que sí me asusta al leer los comentarios es que muchos físicos cometen fallos básicos en la elaboración de teorías: por ejemplo, igualar dos expresiones diferentes para después concluír que los fenómenos físicos que describen ambas expresiones son lo mismo. Alucinante. Estos razonamientos son pseudo-lógicos (en ocasiones rozan lo esotérico), y no hace falta ser físico para darse cuenta!

    Pablo

    • Habría estado bien que lo hubieras leido mejor: se considera que se ha descubierto una casualidad matemática al hacer eso, razón por la cual la igualdad de la expresión debe ser cierta.

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