El satélite Planck y el 70 aniversario de Stephen Hawking

Hoy, hace 70 años, nació Stephen Hawking, para algunos, el físico teórico vivo más importante. Yo no diría tanto, pero las charlas del workshop que se ha organizado con motivo de esta celebración (a la que Hawking no ha podido asistir por motivos de salud, está en un hospital) son muy interesantes, a priori. No he visto todas las charlas (completas solo las del primer día y otras a retazos sueltos); por fortuna, han sido grabadas en vídeo gracias a Intel para disfrute de todos. El programa técnico tiene muy buena pinta y si tienes unos cuantos ratos (son más de 20 horas en vídeo), merece la pena ver el vídeo de las charlas del primer día, del segundo día, del tercer día y las de hoy, último día.

La primera charla en vídeo, de las charlas del primer día, es la de David Spergel, sobre el fondo cósmico de microondas (CMB) y las contribuciones del  ATC (Atacama Cosmology Telescope) a los datos sobre multipolos más allá de los ofrecidos por WMAP 7; la charla es muy interesante, aunque todo lo que cuenta es conocido. Yo destacaría el resumen de los resultados sobre “El Gordo” (el cúmulo galáctico ACT-CL J0102-4915, el más masivo, el más caliente, el más luminoso en rayos X y el que presenta el efecto de Sunyaev-Zeldovich más brillante de entre todos los que tienen z>0,6); yo aún no he hablado en este blog de “El Gordo” (un nombre muy navideño) y no voy a hacerlo hoy, pero los interesados disfrutarán de Felipe Menanteau et al., “The Atacama Cosmology Telescope: ACT-CL J0102-4915 “El Gordo,” a Massive Merging Cluster at Redshift 0.87,” ArXiv, 5 Sep 2011.

Al final de la charla de Spergel le han preguntado lo que le tenían que preguntar, ¿qué sabe de los resultados del satélite Planck? “La gente que sabe, no dirá nada, y los dicen algo, no saben nada.” Afirma lo que todo el mundo espera, que se han visto “cosas excitantes” pero solo 1 o 2 sigma, y hasta que no se publiquen los datos oficiales en enero de 2013 no se sabrá si se cofirman o si se refutan. Le preguntan si Planck ha visto ondas gravitatorias cósmicas (una de las predicciones de los modelos de  inflación cósmica) y afirma sin rubor que no lo sabe y que no se sabe aún. Esta charla confirma lo que ya nos dijo  Aniello Mennella (for the Planck Collaboration) en “The microwave sky after one year of Planck operations,” ArXiv, 10 Oct 2011 [invited presentation at the 13th ICATPP Conference on Astroparticle, Particle, Space Physics and Detectors for Physics Applications (Villa Olmo, Como 3-7 October 2011)]; hasta enero de 2013 no se harán públicos los primeros resultados de Planck sobre el CMB y los resultados definitivos no se publicarán hasta 2014. Parece que se confirma que en la conferencia que en febrero de 2012 se celebrará en Bolonia, Italia, con los “primeros” resultados de Planck, no presentará los primeros resultados sobre el CMB; lo siento si he dado esperanzas al respecto a alguno de los lectores de este blog.

Las charlas del primer día de Daniel Eisenstein (sobre energía oscura), de Alan Guth (sobre inflación eterna) y del argentino Luis Lehner (sobre agujeros negros y ondas gravitatorias) me han parecido poco interesantes; entre ellas hay un vídeo publicitario de Intel sobre el superordenador COSMOS, en el que aparece Stephen Hawking hablando de la importancia de la supercomputación en cosmología.

Mi opinión sobre la relación entre los neutrinos superlumínicos de OPERA y el experimento IceCube

Algunos lectores me habéis pedido mi opinión en relación a los datos sobre los neutrinos superlumínicos del experimento IceCube, que son datos en contra de que sean superlumínicos; estas noticias, y muchas otras, hacen referencia al artículo técnico de Ramanath Cowsik, Shmuel Nussinov, Utpal Sarkar, “Superluminal Neutrinos at OPERA Confront Pion Decay Kinematics,” Phys. Rev. Lett. 107: 251801, 16 Dec. 2011 [gratis en ArXiv]. Lo primero es lo primero, estos tres investigadores no son miembros de la Colaboración IceCube y dicho artículo no es un artículo de dicha colaboración. Lo segundo, el análisis cinemático que presenta dicho artículo está basado en hipótesis “razonables” que podrían ser incorrectas. Veamos cuáles son dichas hipótesis y cuáles son sus consecuencias.

Un pión sublumínico que decae (o se desintegra) en un muón sublumínico y un neutrino muónico superlumínico puede violar la invarianza Lorentz o no. El experimento OPERA ha observado neutrinos superlumínicos que violan la invarianza Lorentz, ya que su dependencia E(p), entre su  energía y su momento lineal, no es la predicha por la teoría de la relatividad especial para taquiones. Cowsik y sus colegas cuantifican esta violación obteniendo una desigualdad válida para cualquier expresión general E(p), bajo las condiciones de que se cumple la conservación de la energía y el momento, la energía es positiva y la velocidad v=dE(p)/dp. Bajo estas condiciones “razonables” la violación de la invarianza Lorentz se cuantifica mediante un parámetro η que cumple que 0 ≤ η ≤ 1−(m/M)², donde m y M son las masas en reposo del muón y del pión, respectivamente; no hay violación para η=0 y ésta es máxima en el otro extremo.

La velocidad de los neutrinos relativa a la velocidad de la luz en el vacío, α=(v−c)/c, es una función del parámetro de violación de la invarianza Lorentz, es decir, α (η); esta relación es cinemática y se cumple para cualquier relación general E(p) bajo las hipótesis del artículo. Para los neutrinos observados en el experimento OPERA, la relación general predice α < 4 × 10-6, sin embargo, el resultado experimental es α < 2,5 × 10-5; por tanto, los autores concluyen que debe haber un error sistemático en el experimento OPERA. Por supuesto, se puede dar el caso de que las hipótesis de partida sean incorrectas. Los autores utilizan datos de IceCube y otros experimentos que detectan neutrinos de los rayos cósmicos para acotar el valor de α (η); el valor más restrictivo viene dado por IceCube que afirma que α < 10-12 para neutrinos muónicos, aunque para los neutrinos electrónicos observados gracias a la supernova SN 1987A se tiene que α < 10-20.

Los autores concluyen de su análisis cinemático “general” que los neutrinos muónicos de OPERA no pueden ser superlumínicos porque su predicción para el valor de  α (η) es un orden de magnitud menor que el observado. En mi opinión, afirmar que su conclusión deriva de IceCube es interpretar de forma sesgada el artículo técnico.

Por cierto, el artículo “Datos sobre los neutrinos superlumínicos experimento IceCube,” Teknociencia.com, está muy bien ilustrado con interesantes vídeos que recomiendo a todos.

Música dominical: Pink Floyd y “like black holes in the sky…”

Twitter y Youtube tienen sus ventajas; todos las conocéis. A mí me han permitido recordar la famosa canción de Pink Floyd titulada “Another Brick in the Wall” (“Otro ladrillo en el muro”) que afirmaba sin rubor que “No queremos educación, ni control mental” (en inglés “We don’t want no education, we don’t want no thought control”). Esta canción cuestionaba el papel de la escuela a la hora de mantener la hegemonía cultural y económica vigente en las sociedades democráticas modernas; la escuela que propaga mitos y que disfraza la verdad porque supone una amenaza para el status quo. Parece que hablo con palabras de Noam Chomsky, lo siento. Bueno, al grano, ¡a disfrutar con Pink Floyd! Por cierto, como dice @Irreductible en Twitter, aprovecha esta oportunidad que “Se admiten apuestas… ¿Cuánto va a durar ESTO en youtube?”