Ellis y You actualizan su estimación LHC+Tevatron+LEP para los acoplamientos del Higgs

Dibujo20130326 higgs couplings - lhc - tevatron - lep

Cualquiera puede hacerlo, pero si lo hace John Ellis parece que tiene más valor. Combinar los datos del LHC (ATLAS+CMS), Tevatron (CDF+DZero) y LEP sobre la búsqueda del Higgs es muy difícil si se hace con rigor (colisión a colisión), pero muy fácil si se hace usando el teorema central del límite. El resultado será parecido (pues la estadística nunca miente). El análisis de Ellis y You conduce a un acoplo (combinado) para el Higgs de μ = 1,02 ± 0,12 (el valor para el Higgs del modelo estándar es μ = 1). En el plano (a,c), donde a caracteriza el acoplamiento a los bosones vectoriales y c a los fermiones, se obtiene el mejor ajuste para a = 1,03 ± 0,06 y c = 0,84 ± 0,15 (el modelo estándar predice a=1 y c=1); separando el acoplo a los fotone (cγ) del acoplo a otros bosones vectoriales (cg) se obtiene cγ = 1,18  ±  0,12 y cg = 0,88 ± 0,11. Estos ajustes apuntan al Higgs del modelo estándar, descartando muchas de las alternativas; el canal más responsable de este buen ajuste es, sin lugar a dudas, el canal difotónico (γγ) analizado por CMS (LHC). Los interesados en los detalles, canal a canal, pueden consultar John Ellis, Tevong You, “Updated Global Analysis of Higgs Couplings,” arXiv:1303.3879, 15 Mar 2013. Repito, muchos otros han obtenido combinaciones similares (a las que yo llamo “oficiosas” aunque el término no guste a algunos de vosotros; quizás habría que llamarlas “estadísticas” o con más rigor “basadas en el teorema central del límite”), pero siendo Ellis el Erdös de la física de partículas, creo que muchos agradecerán que haya destacado su contribución.

Dibujo20130326 global combination - plane a-c for higgs couplings - lhc - tevatron - lep

¿Puede crear agujeros negros el LHC?

Dibujo20130326 Snapshots rest mass density logarithmic scale for simulations appearance two separate apparent horizons

José Manuel Nieves afirma que “El LHC sí puede crear agujeros negros,” ABC Ciencia, 11 Mar 2013, porque “dos investigadores de la Universidad de Princeton han calculado que la cantidad de energía necesaria es 2,4 veces menor de lo que se creía hasta ahora.” Obviamente, este resultado significa todo lo contrario. Si la energía necesaria es 2,4 veces menor de lo que se creía y no se ha observado ninguno con una masa menor de 4,2 TeV (dato más reciente de CMS para colisiones protón-protón a 8 TeV c.m.), el nuevo resultado significa que no se pueden producir agujeros negros en el LHC con energía menor de 10 TeV. Bajar la energía para la producción de agujeros negros, como no han sido observados, incrementa el límite de exclusión, lo que no significa que sea más fácil producirlos en el LHC, más bien todo lo contrario. Si te has hecho un lío con mi argumento, relee lo anterior y luego sigue. Por supuesto, si no hay dimensiones extra en el espaciotiempo, para producir agujeros negros en el LHC se necesitan energías del orden de la escala de Planck, así que un factor de 2,4, o incluso un factor de 2400, o uno de 2 400 000 000, no ayudan en nada a facilitar que el LHC produzca agujeros negros. La escala de Planck está demasiado lejos de la escala de energía alcanzable por el LHC (hay que comparar 14000 GeV con unos 12000 000 000 000 000 000 GeV). Recomiendo leer “Synopsis: Black Holes Emerge from Collisions,” Physics, March 7, 2013, y para los más osados, el artículo técnico de William E. East, Frans Pretorius, “Ultrarelativistic Black Hole Formation,” Phys. Rev. Lett. 110: 101101 (2013) [arXiv:1210.0443]. El artículo citado de la Colaboración CMS es “Search for microscopic black holes in pp collisions at sqrt(s) = 8 TeV,” arXiv:1303.5338, 21 Mar 2013. También recomiendo leer a “No hay agujeros negros en el LHC, por ahora…,” Cuentos Cuánticos, 25 marzo, 2013.

Una curiosidad sobre la velocidad de la luz y el vacío cuántico

Dibujo20130326 photon - pair fermion-antifermion - vacuum polarization

La teoría de la relatividad especial introduce una velocidad límite constante cuyo valor no depende del observador. Una partícula de masa nula, como el fotón, la partícula asociada al campo electromagnético, se mueve a dicha velocidad. Dos nuevos artículos aparecidos en el European Journal of Physics consideran la posibilidad de que la velocidad límite de la relatividad (crel) no coincida con la velocidad de los fotones (cluz<crel). Obviamante, en dicho caso el fotón tendría masa (muy pequeña, pero no nula). Para evitar esta conclusión, los autores asumen que actúa un mecanismo similar al mecanismo de Higgs, pero con pares virtuales fermión-antifermión; los fotones sin masa interaccionan con pares virtuales en lugar de con bosones de Higgs virtuales. En opinión de los autores, este mecanismo explicaría por qué los fotones se mueven a la velocidad a la que se mueven. Siendo el origen de la velocidad de la luz una interacción cuántica, su valor debería fluctuar. Según los autores de estos trabajos futuros experimentos podrían medir estas fluctuaciones confirmando (o refutando) sus ideas. Me he enterado gracias al meneo de la noticia “Ephemeral vacuum particles induce speed-of-light fluctuations,” Springer News, 25 March 2013 [traducción al español en Axxón]. Los artículos técnicos son Gerd Leuchs, Luis L. Sanchez-Soto, “A sum rule for charged elementary particles,” The European Physical Journal D 67: 57, 21 March 2013 [arXiv:1301.3923] (Luis es miembro del Departamento de Óptica de la Universidad Complutense de Madrid), y Marcel Urban, Francois Couchot, Xavier Sarazin, Arache Djannati-Atai, “The quantum vacuum as the origin of the speed of light,” The European Physical Journal D 67: 58, 21 March 2013 [arXiv:1302.6165].

Como he comentado en Menéame, “el artículo técnico de Urban et al. es pura numerología. No se pueden usar unas leyes físicas para explicar dichas leyes físicas; este tipo de argumentos cíclicos se caen por su propio peso. Usar la relatividad especial (con una velocidad  crel distinta de la velocidad de la luz en el vacío cluz), como por ejemplo la famosa fórmula de Einstein para la equivalencia entre masa y energía, para deducir uno de los postulados de la relatividad especial (relativo a la velocidad de las partículas sin masa) no tiene ningún sentido. Aún así, el artículo puede ser interesante para discutir en un primer curso de relatividad especial y/o electrodinámica cuántica. Como mera curiosidad, eso sí.”

Algo parecido ocurre con “el otro artículo técnico, de Luechs y Sanchez-Soto, que presenta ideas similares. Su cálculo del número de pares virtuales partícula-antipartícula, obviamente, contradice la electrodinámica cuántica (p.ej. el cálculo del corrimiento de Lamb requiere considerar un número infinito de pares virtuales, si se introduce un corte (número finito de pares) se obtiene un valor que difiere del experimento). Como en el anterior artículo, se trata de una mera curiosidad.”

PS: Como bien nos indica Mario Herrero (@Fooly_Cooly), la invarianza gauge de la electrodinámica cuántica implica que la contribución de los diagramas con loops de fermiones es nula (identidad de Ward).

PS: Por cierto, mi crítica es “muy blanda” comparada con la de Lubos Motl, “Speed of light is variable: only in junk media,” TRF, March 25, 2013, pero confieso que (sin que sirva de precedente) comparto la opinión de Lubos.

La estructura del canto de los pájaros

Dibujo20130227 Elemental gesture dynamics are encoded by song premotor cortical neurons

¿Cuál es la unidad básica del habla? ¿La palabra, la sílaba o el fonema? Para responder a esta cuestión los lingüistas llevan décadas estudiando el canto de los pájaros. Hay estudios que afirman que se trata de la sílaba (unidad con una duración entre 0,1 y 0,25 segundos), mientras que otros apuntan a unidades menores de 0,1 segundos, llamadas “detalles” (gestures en inglés). Nature ha publicado un estudio neurológico en el pinzón cebra (Taeniopygia guttata) que apoya la teoría de los “detalles” (como unidades que conforman las sílabas). Ana Amador (Univ. Chicago) y sus colegas han estudiado las neuronas de una zona del encéfalo llamada HVC (High Vocal Center), esencial para el canto de las aves. La actividad de estas neuronas ha sido registrada mientras los pájaros cantan y cuando se reproduce una grabación de sus cantos mientras están dormidos. Al comparar estas señales se ha descubierto que la actividad de estas neuronas ocurre en las transiciones entre “detalles,” lo que sugiere que estos son las unidades básicas del canto. Obviamente, no se trata de la respuesta definitiva a la cuestión sobre la unidad básica del habla, pero apunta a que la respuesta está en los fonemas. Nos lo cuenta Todd W. Troyer, “Neuroscience: The units of a song,” Nature AOP 27 Feb 2013, que se hace eco del artículo técnico de Ana Amador, Yonatan Sanz Perl, Gabriel B. Mindlin, Daniel Margoliash, “Elemental gesture dynamics are encoded by song premotor cortical neurons,” Nature AOP 27 Feb 2013.

Sigue leyendo