La suma de la masa de los neutrinos según los últimos datos cosmológicos

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Uno de los resultados más esperados sobre el fondo cósmico de microondas (CMB) observado por el telescopio espacial Planck de la ESA era una cota inferior a la suma de la masa de todos los neutrinos (en realidad, de todas las partículas ligeras ultrarrelativistas). Por desgracia, los datos de Planck no son suficientes para obtenerla. Ni siquiera la combinación de Planck con otros estudios cosmológicos (BAO, WiggleZ, HST) permite obtener una cota inferior. Un nuevo artículo que combina Planck+BAO+WiggleZ nos da como cota superior Σmν < 0,15 eV (al 95% C.L.); combinando Planck+BAO+WiggleZ+HST se obtiene Σmν < 0,14 eV, pero esta cota es menos fiable por la tensión entre Planck y HST respecto a la constante de Hubble. Estas cotas se han obtenido suponiendo que sólo hay 3 “sabores” de neutrinos. Si no se fija el número de “sabores” de neutrinos, los datos combinados Planck+WiggleZ+BAO indican que hay Neff = 3,9 ± 0,34 tipos de neutrinos (es decir, apuntan a la existencia un neutrino estéril aún no observado), pero entonces el límite superior para la suma de sus masas es de Σmν < 0,24 eV. El artículo técnico es Signe Riemer-Sørensen, David Parkinson, Tamara M. Davis, “Combining Planck with Large Scale Structure gives strong neutrino mass constraint,” arXiv:1306.4153, 18 Jun 2013.

Cuando ojeé arXiv no le presté atención a este artículo, pero volvió a despertar mi interés gracias a un tuit de Amarashiki (@riemannium, autor del blog “The Spectrum of Riemannium“): “Neutrino mass sum bounded from below and above!!! More details here!!! http://arxiv.org/abs/1306.4153.” Me sorprendió mucho su entusiasmo, pues el nuevo artículo no calcula ninguna cota inferior para la suma de las masas de los neutrinos, todo lo contrario, toma dicha cota de los resultados de los experimentos de oscilación de neutrinos, que apoyan un límite inferior de Σmν > 0,05 eV (al 95% CL), y cita como fuente un artículo de 1998 (The Super-Kamiokande Collaboration, “Evidence for oscillation of atmospheric neutrinos,” Phys. Rev. Lett. 81: 1562-1567, 1998 [arXiv:hep-ex/9807003]) y el Particle Data Group. Me parece que mi amigo Amarashiki ha caído en la “trampa del abstract” (leer el resumen de un artículo sin leer su contenido y creer que lo que dice el resumen corresponde al contenido del artículo). Por cierto, esto es algo que nos pasa a todos.

Dibujo20130628 probability value of sum neutrino masses planck bao wigglez

Permíteme unos comentarios. Lo primero, hay que recordar que los datos cosmológicos sólo permiten estimar la suma de la masa de las partículas ultrarrelativistas en el universo, partículas ligeras con una masa en la escala del electrón-voltio. Hoy en día se conocen tres partículas de este tipo, los tres “sabores” de neutrinos, pero podría haber más (los datos de LEP2 obligan a que tendrían que ser partículas estériles, que no interaccionan con los bosones Z, pues en dicho caso tienen que tener una masa superior a la mitad de la masa del bosón Z y no serían ligeras). Por ello, esta cota cosmológica se considera una cota a la suma de las masas de los tres neutrinos (mientras no haya pruebas de la existencia de más partículas ligeras). Más información divulgativa en “Mira al fondo, verás neutrinos,” Cuentos Cuánticos, 14 mar, 2013.

Lo segundo, sabemos que los neutrinos tienen masa porque oscilan, es decir, cambian de “sabor” (los estados con masa de los neutrinos llamados 1, 2 y 3 son combinaciones de los estados de “sabor” electrónico, muónico y tauónico). Un neutrino nace con un “sabor” bien definido (junto al leptón cargado correspondiente) y es detectado siempre con un “sabor” bien definido. Sin embargo, un neutrino se propaga como una combinación cuántica de los tres “sabores” posibles (fenómeno llamado a veces “esquizofrenia cuántica”). Más información divulgativa en “A los neutrinos les gustan los balancines,” Cuentos Cuánticos, 17 jul, 2011.

Dibujo20130628 LCDM sum neutrino masses parameter fit wigglez bao planck hst

Lo tercero, los datos del CMB de Planck acotan la suma de la masa de los neutrinos como Σmν < 0,66 eV. Sin embargo, este valor se puede mejorar utilizando más datos cosmológicos. Por ejemplo, usando los datos BAO se reduce a Σmν < 0,23 eV; recuerda que BAO (oscilaciones acústicas de bariones) se calcula con estudios de la distribución de galaxias a gran escala, como el realizado por SDSS (Sloan Digital Sky Survey) y BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), ambos en el Observatorio de Punto Apache en Nuevo Mexico (EEUU). En el nuevo trabajo se reduce la cota a  Σmν < 0,15 eV al combinar estos datos con los de WiggleZ DES (Dark Energy Survey) que mide el corrimiento al rojo de una línea espectral de casi 200.000 galaxias. También se pueden combinar con los datos de la constante de Hubble obtenidos gracias a HST (Hubble Space Telescope) lo que reduce la cota superior a sólo Σmν < 0,14 eV (siempre al 95% CL), aunque, como ya he comentado, este último valor es menos fiable por la tensión entre el valor de la constante de Hubble observada por HST y Planck.

Lo cuarto, hay que recordar que los datos de Planck, solamente, apuntan a Neff = 3,36 ± 0,68, y combinados con BAO a Neff = 3,52 ± 0,48, es decir, apuntan a tres especies de neutrinos como predice el modelo estándar y han observado los colisionadores de partículas. Los datos combinados de Planck+BAO+WiggleZ prefieren cuatro neutrinos, pero los indicios a favor son sólo a 2 sigmas, salvo que se utilice la información de HST que sube a 3 sigmas (pero recuerda la tensión entre Planck y HST). El asunto de la existencia de neutrinos estériles aún sigue coleando, pero en mi opinión, cada día que pasa es una idea menos razonable.

Y por último, me gustaría indicar que estimar el límite inferior para la masa de los tres neutrinos es un resultado muy importante porque permite diferenciar entre una jerarquía de masas normal y una invertida (como muestra esta figura). Si se lograra demostrar que el límite inferior para la suma de las masas de los neutrinos es Σmν > 0,1 eV se sabría que la jerarquía de masas es invertida. Por supuesto, quizás sea más fácil bajar el límite superior para la masa de los neutrinos, en cuyo caso si fuera Σmν < 0,1 eV se sabría que la jerarquía de masas es normal.

Los neutrinos siguen ocultando muchos secretos y su física puede ser la clave para encontrar el camino hacia el futuro del modelo estándar.

39 pensamientos en “La suma de la masa de los neutrinos según los últimos datos cosmológicos

  1. Un comentario y acotación: NO caí en la trampa del abstract como dices. Soy apasionado pero no ingenuo con las cosas que leo. Y el neutrino es uno de los trastos que más me interesan de la Física actual.

    Si LHC a energía total de diseño no aporta nada “radicalmente” nuevo (sólo el Higgs y quizás física del top con más precisión), el futuro de la física de partículas (más allá de algún otro campo que se pueda descubrir débilmente interactuando o estructura subquark a partir de la subestructura de jets) pasa indefectiblemente por la física de los neutrinos (o de las ondas gravitacionales, suponiendo que logramos tecnología para mediarlas).

    Leí el artículo. Y sé perfectamente que no calculan ellos ninguna cota “nueva”, pero es realmente el primer paper que yo conozca que da un intervalo y no simplemente una cota inferior (oscilaciones) o superior (cosmología) para la suma de masa de los neutrinos (o sea, el para su límite total, no sólo toma la cota superior cosmológica). De hecho, si lees el artículo, son “honestos” en el sentido de que mencionan lo explícitamente que NO aportan nada nuevo más que dar el intervalo por arriba y por abajo, con cierto C.L. claro. Si encuentras otro paper en el que den el intervalo por arriba y abajo, me lo cuentas, pero no lo había visto. Ciertamente es poca novedad, pero teniendo en cuenta que los neutrinos aún no se sabe qué masa tienen…Estamos con ellos casi como cuando empezamos a sospechar que eran masivos (algo que el modelo estándar NO predice) o cuando se empezaron a sacar las cotas inferiores (experimentales) y superiores (teóricas: unitariedad, etc…) para el bosón de Higgs. El Higgs que hemos descubierto es aparentemente un singlete (aunque hay dudas por el los datos de ATLAS o CMS y cómo interpretarlos) de unos 127GeV. Con los neutrinos, aún toca esperar un poco para determinar la masa de de cada tipo…Yo espero verlo en mi tiempo de vida, lo veo más factible que lograr la escala GUT/Planck a la escala del TeV como algunos modelos sumamente optimistas preconizaban años atrás.

    Cierto es que salvo en algún libro o algunas lecciones, la masa del Higgs se daba en cotas, pero este tipo de artículos siempre ayuda a entender ciertas cosas. En especial los gráficos son muy explicativos (a pesar de que no todo sean datos actualizados).

    Un comentario final, aunque alguna vez creo que lo he comentado en twitter también: la jerarquía normal del espectro de masa(energía) de los neutrinos es la que correspondería al paralelismo con la masa de los leptones y quarks observados: m(\nu_e)<m(\nu_\mu)<<m(\nu_\tau), y es precisamente la opuesta a la jerarquía "invertida" que, curiosamente, es la que se observa en la estructura de los niveles de los átomos (la separación entre niveles disminuye al aumentar la energía del orbital/distancia media del eletrón al núcleo).

    Esto último convierte en divertida también la comparación con la estructura de niveles de energía de un núcleo pesado (descrito por matrices hermíticas aleatorias) como el terbio o el erbio (pensad en el modelo de capas nuclear, quien tenga esos conocimientos…). Hasta el momento, el espectro de leptones cargados y de quarks es "normal" (hay argumentos de simetría para pensar que el de neutrinos debería serlo también aunque podría ser invertido, lo que tiene consecuencias en los modos de desintegración de algunas GUT con simetría SO(1O) L/R, por ejemplo). Como bien dices, Francis. Si la próxima generación (estamos casi llegando) de experimentos para detectar la jerarquía de masas NO puede determinarlo es porque los neutrinos tienen un espectro normal también. Los experimentos que vienen son sensibles a la jerarquía invertida de masas, más que a la normal, pero por descarte, si no es invertida debe ser normal… Hace mucho que no leo nada sobre espectros cuasidegenerados del neutrino (no sé si lo han descartado ya definitivamente los datos o no), pero de un tiempo a esta parte ya sólo veo discusiones sobre si es "invertido o normal". La opción de cuasidegeneración (que serían tres neutrinos muy próximos en masa) parece que se descarta pero nunca he tenido del todo claro las razones de ello… Yo no aspiro a saberlo todo, jejeje…

    • Amarashiki, la razón por la que otros papers no dan una cota inferior a la masa del neutrino es porque no la tenemos, aún. Este nuevo paper mete la pata y afirma que es bien conocido que dicha cota existe desde 1998 y como bien dices, no es cierto. Muy pocos papers se atreven a hacer dicha afirmación. El abstract miente y seguramente los revisores del paper les harán el cambiar el abstract (yo les obligaría).

      • A ver, no es que NO haya cotas inferiores. De hecho, sabiendo la separación de masas al cuadrado, que es lo que medimos en los diferentes experimentos de oscilaciones de neutrinos se pueden dar cotas inferiores a la masa. Te recomiendo este review de dos de las eminencias de esto (que estudié mientra estudiaba y escribía mi tesina):

        http://www.kvi.nl/~loehner/saf_seminar/2010/NeutrinoMassAndNewPhysics.pdf‎

        Página 9 de este pdf, la masa del neutrino más pesado no puede ser mayor que la mayor separación entre niveles, nota por favor la distinta clase de “predicción” que se logra en las suposiciones que dan las ecuaciones 19 y 20. En la página 11 se explica cómo la combinación de los datos de Cosmología y oscilación permite estimar la masa de al menos una especie de neutrinos. Ciertamente, el paper no era nuevo en sí, pero sí la manera en la que ponen los datos. Ya has visto que el paper de Mohapatra et al. lo sugiere también, pero no pone plots sino está basado sólo en teoría y las diferencias de masa cuadrado (vamos, en el fondo como el paper, pero menos visualmente,jeje).

        La cota de masa se sabía ya desde hace tiempo que el diseño de KATRIN la podía demoler, con lo que no se contaba era que las medidas cosmológicas mejoraran tan rápido al punto de ser competitivas a la hora de discernir la masa total o incluso la masa (hay trabajos al respecto, pero muy especulativos en mi opinión, en tipos de 2010-11 se pensaba que se podría determinar la masa del neutrino en jerarquía invertida si estaba por encima de uno .5eV, es bueno saber que han bajado 0.15 eV esa cota) por estas fechas. En ese sentido, la física podemos ver hacia dónde camina… Yo lo tengo muy claro (quizás demasiado ¿?).

        En resumen, los experimentos de oscilación “dan” indirectamente una cota inferior a la masa de los neutrinos, aunque no siempre se destaca ese aspecto de su física y sus experimentos.

      • Gracias, Amarashiki, un review muy famoso. Tienes razón, como siempre, pero la cota mínima para la suma de las tres masas no es lo mismo que la cota mínima para el neutrino más pesado. Además, estas estimaciones son pobres (1 sigma) para los estándares de la física de partículas… Para la mayoría de los físicos esto es más especulación que ciencia. Experimentos como KATRIN son importantes porque al contrario que los datos cosmológicos pueden ofrecer evidencias de varias sigmas.

      • Estoy de acuerdo, pero nota que yo mencionaba lo de cotas inferiores a la masa (no suma de masa). Cotas inferiores se pueden hacer, de ahí la confusión ( a mi entender) del artículo (menciona la cota de masa como proveniente de los datos de oscilación, pero no estoy seguro de que hayan comprobado esos datos, además según mi base de datos, no han usado los mejores datos posibles…). A mí, más allá del dato curioso que me chocó del intervalo de masas, me sorprendió que se fueran a los datos de 1998… Hay mejores datos para las diferencias del cuadrado de masas del neutrino ahora. Y en ese paper del 1998 no se menciona explícitamente la cota que ellos “infieren” ad hoc. Ése es el punto crítico. Y efectivamente, el criticable…Pero por otra parte, es poco habitual ver las dos cotas juntas, y por eso me llamó la atención ;). NO te creas que no leo, :P. Además, los neutrinos realmente me chiflan demasiado… Después de todo, un neutrino es “mortal” para el tiempo de vida medio de un ser humano, jejejejejeje… Hay una estimación que no sé si conoces de cuántas interacciones de neutrino sufre un humano en el tiempo de vida medio de un humano, digamos unos 75-80 años. La respuesta es grosso modo 1 neutrino interaction/human average timelife, jejejejeje…

        Creo que donde meten la pata (y eso no te lo he comentado hasta ahora) es precisamente en que confunden eso (la cota inferior de la masa del mayor neutrino con la suma de todas las masas del neutrino-obviamente desprecian las contribuciones de los neutrinos más ligeros). Los datos de 1998 son también, al menos eso creo, no para la suma de masas. Pero vamos, como has dicho tú arriba, en cuanto manden el artículo a una revista, ya les dirán XD…

      • Subrayo tu comentario (clave): “(…)pero la cota mínima para la suma de las tres masas no es lo mismo que la cota mínima para el neutrino más pesado. (…)” Cuando lei el artículo, te confieso que mi primera impresión fue… ¿Cota a la suma de masas? ¿No querrán decir a la masa del neutrino más pesado? Evidentemente, hay trampa con la cota inferior, JAJAJAJA, porque esencialmente están despreciando las contribuciones de las especies más ligeras de neutrinos… Pero, eso uno no lo ve a simple vista si no tira de las referencias… Y de los review de Mohapatra, o los libros de neutrino physics de consulta que no tiene a mano (o del PDG, que deberían haber consultado, porque ponen una cota inferior basada en datos obsoletos del neutrino más pesado a partir de un mass splitting que ahora conocemos mucho mejor)… :).

  2. Y ahora una pregunta que a mí me perturba desde que entendí los comentarios arriba citados… ¿Por qué la estructura de niveles de los átomos es, de acuerdo a la terminología introducida aquí “invertida”, mientras que la de las partículas “elementales” es “normal”?¿Están relacionadas esas estructuras espectrales? ¿Y qué relación puede establecerse entre la estructura de los modelos nucleares de capas actuales, via teoría efectiva desde QCD, con el espectro de quarks?

    No sé, a mí la estructura discreta de niveles de la Mecánica Cuántica me sigue pareciendo tan misteriosa como hace un siglo, incluso pese al hecho de que la Mecánica Cuántica “puede” describirla, el hecho es que “no la explica totalmente” en origen. ¿Por qué el espectro de un átomo es algo estructuralmente opuesto al de las partículas elementales que lo integran? ¿Por qué el espectro de un núcleo está descrito por una matriz hermítica aleatoria enorme que comparte ciertas propiedades pero no todas con, digamos, QCD a gran N, donde también podemos describir digamos los quarks y los gluones, y las interacciones gauge entre ellos, con “matrices” hermíticas…?

    • Amarashiki, tus preguntas son retóricas, supongo. “¿Por qué la estructura de niveles de los átomos es, de acuerdo a la terminología introducida aquí “invertida”, mientras que la de las partículas “elementales” es “normal”?” La respuesta obvia es que los átomos están compuestos de partes (hay una energía potencial de enlace entre electrones y núcleos con un mínimo), mientras que las partículas elementales no son objetos compuestos.

      “¿Por qué el espectro de un átomo es algo estructuralmente opuesto al de las partículas elementales que lo integran?” Comparar churras con merinas no tiene mucho sentido, como bien sabes.

      No entiendo bien tus preguntas… pero supongo que habrás pensado bastante sobre ellas.

      • Retóricas, pero en parte. Creo que has entendido parcialmente por dónde iban mis pensamientos…

        Fíjate, tu señalas que partículas elementales no son objetos compuestos…¿Meramente por cambiar el tipo de espectro? ¿No sería más interesante pensar que las partículas actuales conocidas son (a nivel de generaciones) realmente compuestas? Parece un camino sin fin el de la búsqueda de los subconstituyentes (cada vez más pequeños) de los átomos y partículas…
        Por supuesto, hay fuertes cotas a procesos del tipo \mu \longrightarrow e\gamma (nota la analogía de éste relativa al proceso e'\longrightarrow e\gamma de desexcitación de un electrón excitado en un átomo con nivel energético alto por encima del nivel fundamental) que hace que pensamos que esta posibilidad es irreal o que si es real está suprimida por una escala de nueva física (¿la escala de la cuerda?¿la escala GUT?¿la escala de Planck?¿La escala X de Fran? XD XD) que hacen pensar que el muón, el tauón y las generaciones adicionales son partículas diferentes, pero ¿cuánto de seguros podemos estar de ello? Desde luego, mucho, pero no totalmente…Y sin embargo seguimos buscando esos procesos que marcan subestructura…Muon, tau? Who ordered that ????? XD XD XD…

        Hace 100 años, Böhr dió el primer paso hacia la descripción cuántica del átomo y usando la hipótesis de Planck fue capaz, en su modelo semiclásico, de entender la estructura de niveles del átomo de hidrógeno (o hidrogenoide más generalmente) de una forma que antes no se podía, explicando la fórmula de Balmer…Aunque sabiendo que el efecto Zeeman, el efecto Stark o la estructura hiperfina requerían nuevos instrumentos por el avance de la espectroscopía y la Física atómica… Es realmente notable que el modelo de Böhr funcionara tan bien, retrospectivamente hablando, tan demasiado bien. De hecho, como bien sabemos hoy, la Mecánica Cuántica es capaz de reproducir el resultado de Böhr, por lo que éste se mantiene sólo por motivos históricos y prácticos, y además (la mecánica cuántica), ésta es capaz de justificar y explicar todo lo que Böhr no podía hacer con su modelo, ni con la corrección de Sommerfeld…

      • Amarashiki, cuando he escrito que las partículas no son objetos compuestos no estaba pensando en escalas a las que podría ocurrir que ni siquiera el espaciotiempo tuviera sentido (como la escala de Planck).

        Recuerdo que había evidencias teóricas de que el protón era una partícula compuesta desde poco después de la publicación de la ecuación de Dirac para el electrón (por su momento magnético anómalo). Sin embargo, no hay ningún indicio de que los leptones cargados sean compuestos (sobre los quarks se sabe poco). Ahora mismo la física teórica tiene problemas más importantes que resolver que especular sobre si leptones y quarks serán o no partículas compuestas a la escala GUT (doce órdenes de magnitud dan para mucho física más allá del modelo estándar). Aunque por supuesto, se ha especulado mucho sobre ello en los últimos 40 años y se seguirá especulando mucho sobre ello en los próximos siglos.

      • Dices que no hay sospechas sobre la estructura compuesta de los leptones. Sí la hay, pero de nuevo es evidencia indirecta. Déjame hacer una introducción sesgada históricamente:

        Fórmula de Balmer-> Estructura discreta de los niveles de energía de un átomo-> Modelo de Bohr-> Mecánica Cuántica de átomos y moléculas.

        Fórmula de Gellmann-Okubo para la masa del octete de bariones(también hay una para el decuplete) -> Estructura SU(3) de color-> Teoría de quarks-> Confinamiento -> QCD

        Y ahora… Sobre los leptones, y aunque no es algo ni conocido ni aceptado, existe la fórmula de Koide para las pole-mass de los mismos:

        Lepton compositeness (leptones compuestos)-> Fórmula de Koide -> ¿Subestructura de leptones?

        Para los lectores que no conozcan la fórmula:

        K=\dfrac{m_e+m_\mu+m_\tau}{(\sqrt{m_e}+\sqrt{m_\mu}+\sqrt{m_\tau})^2}=\dfrac{2}{3}

        El mismo Koide la encontró originariamente en modelos de subestructura de leptones y lleva años intentando comprenderla, así como la razón por la que aparentemente falla para las “running masses” hay propuesto un mecanismo, llamado mecanismo de Sumino (fundando en correcciones radiativas cuánticas), actualmente Koide trabaja en modelos tipo Yukawon y flavon sobre lo que podría estar tratando de decir tal fórmula. Otros autores han intentado extender dicha fórmula a quarks e incluso bosones vectoriales proporciona cosas interesantes. Por ejemplo, usando el W y el Z con masas de 80 y 91 GeV, tenemos que:

        K=\dfrac{2}{3}=\dfrac{80+91+x}{(\sqrt{80}+\sqrt{91}+\sqrt{x})^2}
        es una ecuación que para X resulta una solución de 5.8 TeV (5800 GeV).

        Si en vez de usar Z y W usamos sólo los bosones W, resulta
        K=\dfrac{2}{3}=\dfrac{80+80+x}{(\sqrt{80}+\sqrt{80}+\sqrt{x})^2}
        que da x=5.4 TeV=5400 GeV.

        Para más sobre Koide y sus investigaciones, recomiendo su página

        http://koide-phys.com/

        Otra curiosidad es que un modelo (¿cranck?) de hace unos años basado en teoría de grafos proporciona el impresionante resultado (que creo ya he escrito aquí alguna vez)

        M(H)=\dfrac{2M(W)+M(Z)}{2}\approx (2\times 80)+91/2=251/2=125.5GeV

        ¿Es el Higgs realmente algún tipo de “combinación” no trivial de bosones Z yo W? Obviamente, de 3 no parece serlo pues el espín falla, pero la fórmula en sí misma proporciona un valor tan cercano al que LHC ha obtenido que uno se pregunta si hay alguna conexión…

        ¿Son estas fórmulas resultado de simples coincidencias numéricas o hay algo realmente profundo en alguna (o todas) ellas?

      • Amarashiki, en mi opinión, las fórmulas de Koide son pura coincidencia numérica. Jugando con fórmulas en Mathematica se pueden obtener muchas otras similares…

      • Hola gente! No pienso que la especulacion de compuestos haya que hacerla a escala GUT, sino a escala electrodebil o a escala QCD. Por aqui iban mis preprines, como bien alude amarashiki. Podria ser que solo fueran compuestos los superpartners, y ello les obligara a cumplir la eq de Koide, y los fermiones simplemente tuvieran las masas de Koide por consistencia con sus parientes supersimetricos. A partir de ahi hay dos ideas, o bien los superpartners se han ido a una escala altisima tras la ruptura de susy, y se ha quedado Koide como reliquia, o bien estan ahi, y son los mesones y diquarks, delante de nuestras propias narices desde hace decenios.

        La otra posibilidad es que tambien fueran compuestos los quarks y leptones, pero que la particula que une sus preones no fuera un campo bosonico sino uno fermionico, lo cual es imposible. Esto es por el momento angular: si dos particulas van a intercambiar momento angular, sean fermiones o bosones, el campo que las une ha de ser bosonico. Pero me pregunto si esto sigue siendo cierto para el caso en el que ambas particulas estan encerradas en el mismo punto del espacio, esto es, justo para el caso en el que somos incapaces de detectar estructura del espacio; igual en ese caso es posible tener campos fermionicos y la estructura de un quark seria la suma de dos particulas de espin 1/2… en los extremos de una supercuerda fermionica.

      • Respecto al caracter de coincidencia de Koide, recomiendo mis dos ultimos preprines en arxiv sobre el tema, o mi poster sobre la waterfall http://prezi.com/e2hba7tkygvj/koide-waterfall/
        Usease, para ser una coincidencia, resulta que ademas de funcionar sobre los leptones, funciona para las cadenas (t,b,c), (b,c,s), (c,s,0) y de hecho antes de que Koide lo descubriera se habia propuesto para la (s,0,d). No esta mal para una coincidencia, que la misma formula funcione en toda la secuencia conocida.

      • Si no me equivoco demasiado los modelos basados en preones están casi casi muertos: no aparecen nuevo neutrinos, ni la nueva generación de quarks y el bosón encontrado en el LHC parece ser el simple Higgs del SM…
        Reconozco que la posibilidad de que el SM sea en realidad parte de un SM supersimétrico es sugerente, No se, yo sigo pensando que SUSY sigue siendo, con diferencia, la opción más probable. Como ha dicho amarashiki aqui varias veces, el boson de Higgs no está protegido por ninguna simetría del SM, por tanto ¿Como es posible que tenga la masa que tiene?
        Creo que la supersimetría es de nuevo la opción más “natural”.
        Si Atlas hubiera visto también el pico del segundo Higgs podriamos estar ante uno de los descubrimientos más grandes de la historia de la Física, pero ahora volvemos a estar igual, perdidos en un inmenso bosque teórico lleno de modelos hipotéticos pero sin ningún experimento que nos guie…
        Las dificultades suelen ser proporcionales al peso del premio a lograr y este premio desde luego es el más pesado que nunca se ha visto, hay que tener paciencia…

      • Planck: ninguna teoría está muerta hasta que no se pone a prueba de forma crítica. Lo que me parece exacerbadamente sesgado es que mucha gente piense que “SUSY” es natural por el tema de la masa del Higgs y el lepton-quark compositeness no pueda serlo (de hecho ofrece explicaciones similares, pero hay que evadir un famoso teorema de ‘t Hooft para explicar cómo es posible que algo que tiene una masa gigantesca tenga estados excitados que están por debajo, es decir, hay que explicar en teorías de preones o subquark/compositeness de forma no trivial cómo es posible que una partícula que hoy pensamos fundamental tipo quark o leptón esté formada por entes con masa muuucho mayor, digamos TeV o mucho más allá; ¿dónde está esa diferencia de masa/energía?La clave está en los procesos radiativos cuánticos y en los detalles de los modelos preónicos, que no todos han dicho ser capaces de resolver).
        Planck, insisto: que la supersimetría sea la opción “más natural” no deja de ser una presunción basada en los “enormes” (nota la comillas) progresos y “éxitos” parciales de tal formalismo teórico (¿tengo que recordarte la historia de la Física y como Maxwell creía en el éter como mucho de sus coetáneos?¿O que Planck pensaba inicialmente que sus cuantos eran un mero artefacto o un truco?…). Feynman solía decir que en Física, como en cualquier otra Ciencia humana, todo depende también de los prejuicios que se tengan. Y hasta que no viene alguien con algo “nuevo”, las viejas teorías o ideas se anquilosan y tratan de buscar modelos y explicaciones más o menos forzadas hasta que los experimentos y una revolución científica nueva aparece. En el siglo XX tuvimos 2 increibles revoluciones: la relativista y la cuántica, en lo que llevamos de siglo, de momento no hemos tenido ninguna, pero tengo mis ideas sobre por dónde van a venir los grandes avances (de nuevo son prejuicios y opiniones subjetivas mías, que no son demasiado dogmáticas ni demasiado mainstream). Sólo te diré que me temo no van a venir principalemente de la teoría de (super)cuerdas como la conocemos ni de la supersimetría en su forma estándar (existen “otras” clases de álgebras que podrían servir para relacionar bosones y fermiones: la supersimetría fraccional, la hipersimetría o el álgebra cuántica/grupo cuántico de q-ons, entre otras varias). Tengo mis razones para pensar estas cosas, pero por supuesto…¡Yo podría estar equivocado y que SUSY o cuerdas existan a cierta escala! Y sin embargo, no aparecen…Y sin embargo, la gente parece empeñada en tratar de discutir cosas que ocurren a cientos o miles (millones, billones,…) de órdenes de magnitud, en ocasiones despreciando las predicciones que tendría esa teoría a escalas del LHC en una teoría efectiva salida de dicha teoría. ¿Qué diferencia hay entre creer en Dios sí o sí y creer que la teoría de cuerdas es la teoría sí o sí del Universo?OK, que la teoría de cuerdas predice cosas…¿Pero realmente las predice o las post-dice cuando se cambia sus parámetros para evadir las cotas de LHC y astrofísica…Ídem para SUSY… ¿Habéis leido el libro de S. Lem denominado Fiasco? Va sobre una cosa que no tiene nada que ver con la teoría fundamental de la Física, pero el debate sobre las consecuencias de cierto hallazgo y ciertos “descubrimientos” son algo extrapolables al escenario actual… Lo dicho, quizás, debamos esperar a que pasen el testigo a los jóvenes muchos de los actuales líderes teóricos para empezar a pensar en otros conjuntos de hipótesis …TEner SUSY como CORE para física BSM parece cada vez más complicado (aunque alguna vez desearía equivocarme en mis intuiciones…).
        Una curiosidad Planck…¿En qué te basas para decir que SUSY es la solución más natural para proteger la masa del bosón de Higgs? Si lo piensas un poco, SUSY está rota a energías de la escala electrodébil, y cualquier ruptura o mecanismo de ruptura de SUSY genera una contribución no desdeñable a la masa de un escalar. Otra cosa es que SUSY estuviera débilmente rota o hubiera algún mecanismo desconocido que evitara que el Higgs en particular y no otras partículas “escalares” adquiriera masa sin control. Y ya puestos, como SUSY debe estar rota, ¿qué diferencia hay entre tener SUSY sí o sí o tener un grupo gauge más grande tipo SU(3)_f o flavon en plan Koide y Sumino mechanism? No hay tanta diferencia. Sólo el número de tesis y gente que se dedica a tales ideas. Es más fácil ser un supercerebro en Dp-branes y lograr en un lobbie de cuerdas si tienes superexpediente financiación (soy subjetivo aquí en parte ¿ok?) que ser un tipo con cierta inteligencia y espíritu crítico, no haber destacada en tu carrera porque tenías que trabajar y facturas que pagar y querer trabajar en algún campo poco trillado donde puedas hacer tu propio camino (dirigido eso sí) porque no hay quien te quiera si no sigues “la ortodoxia” y “haces caso” a tus jefes. Por supuesto, soy parcial y estoy extremadamente sesgado por mis experiencias personales, … Supongo que la vida no suele ser justa.

        Bueno, Planck…¿Te atreves a una miniapuesta? Yo creo que van a aparecer cosas “nuevas” (no sé si el neutrino estéril, el tipo de jerarquía o su carácter de majorana o no) en la Física de neutrinos mucho antes que en “búsquedas” de materia oscura o en la física del LHC. No creo que se encuentren partículas de DM (o candidatos claros) en los próximos años (digamos en los próximos 5) ni en el LHC ni en ninguno de los experimentos que las buscan. Si me presionas, te diría que ni en 10 años (pero eso ya sí que sería para mucha gente frustrante, y en parte me sentiría algo apenado por ellos/as…)…¿Nos apostamos un helado de piña?XD…

      • Quizás tengas razón amarashiki, de todas formas yo por las razones que te he ido apuntando sigo apostando por SUSY y las cuerdas. Acepto gustoso la apuesta, aunque preferiría apostarme unas botellas de un buen “ribera del duero”:D
        Si antes de 5 años (supongo que andaremos por aquí disfrutando de las noticias que nos cuente Francis) los nuevos descubrimientos proceden del LHC o de los experimentos de DM yo ganaré la apuesta, si proceden de experimentos con neutrinos o algo nuevo ganarás tu. Si te parece bien, el que pierda deberá publicar un post sobre la apuesta en su página reconociendo públicamente su derrota jeje. El escenario “pesadilla” sería que en 5 años sigamos igual que ahora, entonces ambos perderiamos la apuesta (aunque el avance del conocimiento humano perdería mucho más)

  3. Los aspectos “misteriosos” de la física en general, no sólo de la mecánica cuántica, aparecen de vez en cuando. He leído a algún físico titulado manifestar su estupor por el espín de una partícula, no entienden el fenómeno aunque pueda explicarse. Otro ejemplo, ¿qué es la interacción fuerte? Sí, ya sé que los nucleones actúan fuertemente y que se puede explicar el fenómeno, pero yo sigo in albis al respecto. ¿Y qué me decís de los colores y los sabores de las partículas elementales?

    Intuyo que la teoría de cuerdas nació ante la imposibilidad de explicar lo muy pequeño y supercomprimido, de hecho la partícula de Teodoro Kaluza es muy pequeña y está supercomprimida. Y una duda final; la jerarquía, invertida o no, del espectro de los átomos y partículas como el neutrino ¿qué significa? ¿Mientras menos masa más energía, o es al revés?

    • La jerarquía normal o invertida es nomenclatura:

      -Jerarquía normal (tipo electrón, muón, tauón): la separación entre las energías o masas en reposo de cada uno de estos 3 aumenta. El muón es 211 veces más pesado que el electrón, y el tauón…1777 veces ¡!.

      -Jerarquía invertida (tipo niveles energéticos del electrón en un átomo como el hidrógeno): la separación de los niveles energéticos se va haciendo cada vez más pequeña, según nos alejamos del núcleo. Para el átomo de hidrógeno, la fórmula que da el espectro de Böhr es esencialmente proporcional a 1/n², algo que Balmer y los espectrocopistas sabían. Desprecio aquí las consideraciones de la estructura fina o hiperfina.

      NO hay algo así como el modelo de Böhr para la jerarquí normal, …Es decir, para las partículas elementales no se entiende para nada su espectro. La Mecáncia Cuántica describe aparentemente bien (dentro del estado actual de conocimiento) el átomo de hidrógeno, su estructura fina e hiperfina, así como es capaz de determinar y explicar el “sentido” de la tabla periódica (excepción hecha de los límites de la misma, aún poco claros hasta para los propios Químicos cuánticos o expertos en física nuclear como Greiner y otros que han especulado sobre el “fin” de la TAbla en torno a Z=172).

      Dado el éxito de la física cuántica para explicar la Química conocida, es al menos destacable, y por ahí iban también mis comentarios, el hecho de que la Mecánica Cuántica actual o incluso la mismísima teoría de (super)cuerdas es INCAPAZ de explicar el espectro de partículas observado. Yo cuando entendí que la teoría de cuerdas NO es capaz de predecir la masa del electrón (su valor) o la del muón, me desencanté muchísimo…Es cierto que la teoría de cuerdas/teoría M puede predecir cosas como las branas, dimensiones extra, o hasta “encajar” todas las clases de partículas, pero yo jamás he visto una predicción del espectro del modelo estándar (y me refiero a valores de masas de partículas y resonancias/partículas inestables fundamentales -aparentemente-como el bosón de Higgs) al estilo del modelo de Böhr con el átomo de hidrógeno. Si hay algún stringer o fanático de las supercuerdas por aquí, y sabe de alguna referencia, … Lo dicho, no comprendemos el espectro de partículas (que casi es peor cosa que no entender el espectro de la teoría de cuerdas, con todos mis respetos a la teoría y sus defensores), y estamos casi tan perdidos como lo estábamos hace unos siglos cuando descubrimos los “elementos” …Aún nadie ha encontrado oculto nada tipo “ley de las octavas” de Mendeleiev. Lo único que se le parece algo, a nivel fenomenológico, y es algo de lo que saben algunos lectores de este blog, es de la fórmula de Koide… Fuera de eso, no conozco que se haya dado con ningún patrón en las masas de los bosones o de los quarks (y leptones), masas de estos últimos (los quarks) rodeadas aún de enorme incertidumbre…

  4. En mi opinión la física fundamental está pasando por momentos críticos (casi dramáticos diría yo), casi nadie duda de que existe física más allá del SM, el gran problema es a que escala se encuentra y si podemos diseñar experimentos con la tecnología disponible para detectarla. Como dice Francis arriba no creo que nadie en sus cabales pueda pensar que en 12 ordenes de magnitud de energía por encima de la que somos capaces de observar no haya ningún fenómeno físico nuevo. Explorar ese desierto directamente es imposible por lo que hay que agudizar el ingenio y buscar experimentos que puedan aportarnos algo de luz. Uno de ellos, que lleva años en marcha es el intento de detectar la desintegración del protón, la trascendencia de detectar este evento sería inmensa: prácticamente significaria que las GUT van bien encaminadas y respaldaría la existencia de SUSY (que proporciona la forma más “natural” de alargar la vida del protón hasta las cotas que se están midiendo actualmente) y además nos permitiría acceder al estudio directo de eventos de enorme energía. Descartar totalmente SUSY parece imposible pero como el LHC no la detecte cuando arranque a 13TeV muchos físicos tendrán argumentos muy serios para dudar de su existencia, si SUSY no existe la física fundamental sufriría (en mi opinión claro) el desastre más grande de su historia: las supercuerdas, nuestra única candidata seria para explicar la gravedad cuántica se iría a la basura y con ella el trabajo de miles de físicos durante décadas.
    Por otro lado está el desconcertante panorama de la materia oscura: hay indicios de Wimps de baja masa, de masa más alta, de masa grande, experimentos que se contradicen… o hay todo un sector oscuro por descubrir, o todos están equivocados y la MO no esta hecha de Wimps o solo uno está en lo cierto, todo esto es muy confuso.
    Todos los amantes de la física quieren ver resueltos a lo largo de su vida al menos alguno de los grandes enigmas pendientes, pero las revoluciones científicas cada vez son más difíciles de conseguir debido a las cada vez más grandes exigencias tecnológicas e intelectuales, nadie sabe que pasará en los próximos años, quizás las respuestas están delante de nuestras narices quizás todos los aquí presentes muramos sin conocerlas lo que está claro es que la ciencia no cesara de buscarlas y muchas veces en el camino está el verdadero placer del explorador…
    Además la ciencia tiene muchas ramas, por ejemplo la biología evolutiva y la genética prometen revolucionar (ya lo están haciendo) de forma espectacular lo que creíamos saber sobre nuestra biología, nuestra psicología, nuestra mente y nuestras enfermedades… lo increíble es darse cuenta de lo que la naturaleza es capaz de conseguir con leyes sencillas y mucho tiempo por delante.

    • Supongo que habréis leido hoy a Lubos Motl… Sobre la apuesta de Dorigo y sus pensamientos. Es cierto que a mayor energía, la sección eficaz crece y hay mayores posibilidades de ver sucesos que a 8 TeV no veíamos porque al ser raros, y repartirse la energía a todos los subprocesos en espacio de fases, a parte del triggering por supuesto, los hacía “invisibles”. Sin embargo, yo empiezo a dudar cada día que pasa sin que se encuentre evidencias de DM por detección directa de SUSY, al menos en su versión mínima,… Es cierto que puede ajustarse, pero ¡el modelo estándar es en sí mismo más simple que ese horrible monstruo de más de un centenar de parámetros libres! En mi opinión, hay que intentar hacer algún experimento adicionales (aunque ya algunas medidas en B-factories o en LHCb le han dado un buen golpe a SUSY) para intentar descartar totalmente esa idea a escala TeV. Sé que Francis me matará y dirá que es imposible con tantos parámetros libres, pero una combinación de experimentos o alguna medida muy fina de algún subproceso en el que se pueda medir uno de esos parámetros en plan true/false es ineludible. Y ha de hacerse, de igual forma que se siguió perfeccionando el interferómetro de Michelson para detectar el movimiento del éter, es ineludible que LHC y quizás el ILC pongan a SUSY entre la espada y la pared (en mi opinión lo empieza a estar, no tanto por los colisionadores, sino por los experimentos de detección de materia oscura, aún sin resultados claros cuando todos esperaban cazarlas en esta década…).
      Dicho de otra forma, SUSY en mi humilde opinión, a escala TeV, es muy improbable con los datos, y no creo que la subida de la energía a 13 ó 14 TeV cambie mucho el panorama. La cuestión que no se hace Lubos en su blog es, en mi humilde opinión, la siguiente: Supongamos que hay efectivamente SUSY a escala de digamos 10 TeV o así, …¿NO habría dado señales eso en procesos que el LHC ha medido ya con varias decenas de fb inversos de datos? OK quizás están muy suprimidos, pero eso es agarrarse ya a una hipótesis (SUSY) que cada día que pasa parece más el típico error de multiplicar por 2 las entidades sin necesidad, y ya sabemos que por ahí la navaja de Occam siempre corta… Sé además que cierto blogger con ideas propias y originales piensa que el modelo estándar es supersimétrico (aunque no es un argumento ni conocido ni demasiado mainstream, aunque pueda verse de esta forma), pero no veo una forma factible de probarlo físicamente (su interpretación, vaya, del SM como un SUSY model).
      Lubos es bueno, pero creo que se equivoca y peca de optimismo pensando que la subida de 5 ó 6 TeV va a producir una plétora de nuevas partículas,…No es tan simple como lo que comenta. Cierto es que el LHC verá incrementada su luminosidad, pero no veo cómo eso puede hacer cambiar los resultados que han salido de procesos raros de los procesos extraños en LHCb. Como decía cierto profesor, la vida es dura, pero no puedes ir en contra de los resultados experimentales. El éter y sus teóricos se agarraron a la contracción de Fitzgerald-Lorentz, pero ya sabemos que fue un error. Y me temo que los que se están agarrando a que la energía no es aún crítica para producir spartículas, se están agarrando a un clavo que cada vez quema más… Muchos teóricos se están pasando lentamente a materia condensada… Es una prueba de que el asunto como dice Planck es muy crítico, en especial con el “framework” de cuerdas.

  5. Sobre lo que comentas de la desgracia de que cuerdas o susy se vean NO confirmadas, así pasó con el éter…O parcialmente con el cuerpo de negro… Cierto es que entonces no había miles de físicos (pero tampoco pienso que antes hubiera como tampoco lo hay ahora, demasiados genios…Una cosa es ser buen estudiante, otra ser buen investigador y otra muy distinta también es ser buen “inventor”). En la historia, Planck, de la física ha habido antes sonados fracasos. El susodicho éter, ¿te recuerdo la teoría del calórico?, y muchas otras ideas como el modelo mecánico y poliédrico de Copérnico,… También Faraday intentó encontrar un vínculo de la gravedad con la electricidad y falló estrepitosamente (sí, Faraday…El de los campos…). También fracasaron otras ideas muy bonitas en Química o Evolución… NO hay que tener miedo al fracaso. Cada fracaso científico es un paso más hacia la superación de los dogmas establecidos. Es prueba y error básica /pura y dura…Nada más… Y eso, más algoritmos, heurística , simulación o puro razonamiento lógico-deductivo-matemático es la única forma sensata que tenemos de progresar en Ciencia, y es mucho más que lo que hacen otros en sus vidas…
    Spoiler: el neutrino nos va a dar muchas más alegrías muy pronto…Yo no dudo de eso…
    Spoiler (II): ¿ondas gravitacionales y su detección como prueba indirecta de la existencia del gravitón? Quizás en 10 ó 15 años…Antes si somos afortunados…

    • Es cierto que ha habido muchos sonados fracasos en ciencia, de hecho,muchas veces es así como ésta avanza. Los fracasos también son útiles puesto que sirven para descartar una o varias hipótesis competidoras iluminando asi el camino hacia la hipótesis verdadera. A veces incluso las herramientas matemáticas desarrolladas son útiles en otros campos de la ciencia. La teoria de cuerdas es un ejemplo, sus matemáticas son útiles en campos tan alejados de su objetivo como la física del plasma quark-gluones. A pesar de no haber evidencia todavía de SUSY yo sigo pensando que alguna versión de ésta junto con la teoría de cuerdas tiene que proporcionarnos una correcta descripción del mundo que habitamos, por las siguientes razones:
      – Si tomamos un objeto extenso en lugar de uno puntual, le aplicamos la relatividad general y luego lo cuantizamos de forma “natural” generalizando los exitosos pasos que se dieron en QFT ¡ Surge de forma natural el gravitón ! La gravedad surge espontaneamente no se añade artificialmente, no creo que esto sea una casualidad.
      – La teoria de cuerdas unifica de forma natural las 4 fuerzas y es posible obtener el SM de ella (aunque falte depurar el mecanismo de generación de masas).
      – En las gráficas donde se representa la variación de la constante de acoplamiento de las 4 fuerzas con la energía 3 de ellas convergen en la famosa escala de gran unificación mientras que la gravedad no encaja por poco, pero si se aplica SUSY las 4 fuerzas parecen converger a la perfección.
      Hay otras muchas razones para creer en las cuerdas y en SUSY (predicción entropía agujero negro ideal, correspondencia ADS/CFT, falta de competidores “serios”, etc) además la objeción de que las extensiones Supersimétricas del SM tienen muchos más parámetros libres no me parecen una objeción grave, la supersimetría está rota, a bajas energías el Lagrangiano tiene que ser “feo” y puede tener 50 o 500 parámetros libres como consecuencia de los detalles que confluyeron cuando se produjo la ruptura en el temprano Universo, pero a altas (altísimas energias) la simetría debe de ser clara.
      En los próximos años los experimentos de materia oscura tienen que señalar un claro candidato Wimp y lo más probable (espero) es que sea una Spartícula, el LHC también puede detectarlas y esto sería nada más comenzar su funcionamiento ya que el pico sería muy visible sobre el ruido y el satélite Planck nos revelará la forma del potencial del campo inflatón que también tiene que ser un nuevo campo escalar “beyond SM”. Los neutrinos o las ondas gravitatorias como dices también pueden darnos nuevas pistas, tantos experimentos en marcha no pueden fallar, los avances tienen que llegar a través de alguno de ellos…

      • Concuerdo con Carlos que es espectacular leer un debate entre Amarashiki y Francis, muy interesante. Se aprende mucho buscando y entendiendo términos que no conozco.

        Plack tú comentario me gustó mucho, demasiado diría yo. Coincido en que es verdad que la teoría de cuerdas parte de unos supuestos muy coherentes (uso de objetos extendidos) aplica métodos de RG y QFT y logra un sorprendente esquema coherente. Me gustaría escuchar la opinión de Amarashiki y Francis. pero es increíble el número de “casualidades”, siempre he sentido curiosidad por saber si es posible obtener con teoría de cuerdas en el límite clásico la relatividad de Einstein de forma limpia y honesta. Por cierto yo jamás he entendido por que se dice que la teoría M es una teoría no conocida y no he podido encontrar donde informarme sobre esa formulación de la teoría de cuerdas sin cuerdas ¿las cuerdas ya no son el objeto fundamental? ¿Cómo es eso posible?.

        Lo único que no me gustó de tú comentario Planck fue cuando mencionas una supuesta carencia de competidores “serios” para la teoría de cuerdas. ¿Por qué la Loop Quantum Gravity no sería considerada “seria”? por ejemplo

      • Ramiro yo no soy ni de lejos un experto asi que me limitaré a dar mi opinión de “layman”: en la teoría M los objetos fundamentales no son cuerdas bidimensionales sino objetos “extendidos” de dimensiones mayores llamados “branas” que pueden ser 3D-branas, 4D-branas, etc. Nadie conoce el “principio físico fundamental” que subyace bajo la teoría M, ni siquiera bajo la teoría de cuerdas. En la RG por ejemplo el principio de equivalencia y la simetría Lorentz son los 2 principios físicos fundamentales sobre los que se asienta toda la teoría, encontrar estos principios equivalentes en la teoría de cuerdas es uno de los objetivos más importantes de la física fundamental.
        Sobre la “teoría cuántica de lazos” reconozco que he leído muy poco y mi opinión puede estar sesgada de tanto leer a Lubos pero ahi va:
        Como dije antes la teoría de cuerdas unifica de forma natural las 4 fuerzas fundamentales y la gravedad surge de forma totalmente natural, en “loop quantum gravity” las fuerzas parece que surgen de forma mucho mas “ad-hoc”, además en esta no esta claro como surge el espacio-tiempo suave y continuo de la RG a partir de la granuralidad del espacio-tiempo que predice. Por otro lado, la predicción de la “loop gravity” de que los rayos gamma deben viajar más lentamente que la luz visible parece haber sido refutada por los experimentos (aunque parece que aún no de forma definitiva). Todo esto (hay bastantes más cosas) parecen indicar que quizás “los lazos” no van en la buena dirección aunque es cierto que mi opinión podría estar equivocada.

      • Planck, eres un apasionado, jejeje.
        Sobre la teoría de cuerdos (LOL) o la versión de teoría Mami/teoría Fálica(tiempo bidimensional) en 11d/12d no he visto ningún avance claro, y era yo un mero estudiante de físicas cuando estaba coleando la revolución de 1995 de las dualidades en cuerdas y membranas. Tras eso, no ha habido un avance que podamos denominar “sustancial o fundamental”, pero sí se ha trabajado mucho en varias direcciones (finitud de supergravedad máxima, aplicaciones de supercuerdas y supergravedad a materia condensada o QCD, no sólo a física de Agujeros negros, y un largo etcétera. Las estructuras matemáticas involucradas hasta ahora en la teoría de cuerdas o sus extensiones a la p-branas son ciertamente impresionantes: cohomología, teoría de campos conformes, álgebras de Hopf, deformaciones de álgebras de Lie, álgebras n-arias, clases características, teoría de fibrados, geometría diferencial abstracta, gerbes, teoría de espinores y twistores (junto a sus versiones supersimétricas). Sin embargo, todo eso podría ser un bluf como los vórtices de Maxwell para el éter. Los vórtices no son “inútiles” en física, pero evidentemente no tienen nada que ver con el éter. Podría ser que la propia matemática de teoría de cuerdas o teorías como las supergravedades de Chern-Simons nos ayuden a entender ciertas fases exóticas de la materia, pero cada día dudo más de si es el camino correcto a seguir. Los espejismos matemáticos los conocemos bien desde que llegamos a la escuela y nos enseñan que en ecuaciones en radicales puede haber soluciones “espúreas”.

        De hecho, con una amigo he apostado EN CONTRA de que se demuestre la finitud de SUGRA N=8 antes del año 2017…
        Planck, el hecho de que un objeto extenso permita obtener un estado como el gravitón es notable, pero no puede ser definitivo. Otras teorías, incluso la gravedad clásica en cuantización canónica, permiten dar un sentido al gravitón como partícula o perturbación en el espacio-tiempo. Otra cosa es que sean “finitas”…Pero el gravitón está ahí, queramos o no, en virtud a la dualidad onda-partícula, incluso en la teoría de Einstein. El erudito Roger Penrose no critica la existencia del gravitón, sino la interpetración perturbativa del mismo. No sé si conocéis aquí los artículos clásicos del “gravitón no-lineal” de Penrose…
        Por otra parte, ciertamente que en teorías no-SUSY no convergan al mismo punto el running de las diferentes constantes de acoplamiento cuánticas (para el electromagnetismo alpha, alpha weak via Fermi constant para la débil y alpha QCD) es significativa de que SUSY “puede” ir bien encaminada, pero la gravedad va a su bola y la predicción del running de G no está bien entendida desde el string approach, …Hay trabajos sobre ello pero no son concluyentes. Te haré la siguiente pregunta ¿el hecho de que en teorías con SUSY converjan las susodichas 3 constantes significa necesariamente que NO hay teorías no supersimétricas que puedan lograr tal comportamiento? En mi humilde opinión, NO. Es evidentemente un éxito la unificación de los acoplamientos, pero te recuerdo que el modelo de Böhr era exitoso en los valores del espectro del átomo de hidrógeno y no dió mucho más de sí…
        Vale la teoría de cuerdas puede deducir el SM, pero también 10⁵⁰⁰ posibles alternativas y vacíos de la teoría (landscape problem). Actualmente NO hay forma de seleccionar ninguna de las soluciones de la teoría de cuerdas que reproduce SM+gravity +(posiblemente)otros campos. ¿Significa que la teoría de cuerdas debe ser el único “equipo” en el partido? Yo creo que no. Te recordaré cierta frase: “Las auténticas revoluciones en las teorías científicas no suceden por éxitos de teorías actuales, sino por los fracasos de las mismas y sus partidarios cuando mueren” Parece una necrológica anunciada de la teoría de cuerdas como la conocemos, pese a que sobrevivirá en cierta forma, los resultados de LHC son MUY duros, cada vez más, con SUSY y strings. Yo tengo amigos en ambas facciones (yo me considero alguien que nada en todas las aguas) y algunos están preocupados…
        Sobre la AdS/CFT,…El día que yo vea la prueba de la equivalencia (es algo aún por probar de forma rigurosa) diré ¡genial! Hasta ahora, es sólo un truquillo tipo dualidad electromagnética para calcular cosas…Funciona, parcialmente en algunos casos críticos, pero nadie sabe por qué…
        Sobre tu comentario de los parámetros libres… Es cierto que a alta energía se recupera la simetría, pero…¿Conoces a alguien capaz de deducir los valores de esos digamos 100 parámetros a partir de la ruptura (espontánea o dinámica) de la simetría fundamental de una teoría de cuerdas en el superespacio. Ojo, no es sencillo…Todo el approach de soft-SUSY terms y el asunto de cómo cocinarse el (super)potencial Kähler para tener tus v.e.v. y tus acoplos no es para nada fácil o sencillo, incluso si partes de X teoría fundamental. ¿Por qué rompes la simetría a escala A y no a escala B?¿Por qué seleccionas unos potenciales sobre otros? No HAY ninguna, repito, ninguna pista sobre qué elegir como simetría fundamental para poder determinar los superpotenciales y los diferentes v.e.v. o constantes de acoplamiento. Es un locura total todo ese problema… Y si la escala de esa simetría es muy alta, PODEMOS olvidarnos de descubrirla salvo algún proceso raro vía teorías efectivas. Sin embargo, las teorías efectivas no son muy útiles en general para inducir las propiedades críticas de la teoría fundamental a alta energía. Quizás (y estoy especulando) la detección de procesos a 4 leptones en el LHC nos ayude, pero hay procesos efectivos que podrían no ser señal de SUSY sino de otras cosas más exóticas. Por eso insisto en que son importantes desde ya las alternativas. También en teorías efectivas si encontramos procesos raros interesantes…
        Respecto a lo que comentas de la “predicción” de la entropía de un agujero negro ideal (más precisamente “extremo”) en ciertas teorías supersimétricas es cierto. Sin embargo, tengo objeciones a eso (y ojo, que ahí tampoco soy manco):
        1) Los agujeros negros extremos supersimétricos no son realistas en el sentido en que nuestro Universo actual no parece supersimétrico (quizás si entiendes el SM como supersimétrico, enplan A. Rivero, sí). Cierto es que para estos casos ideales se sabe desde hace tiempo recuperar la fórmula de Bekenstein-Hawking, y en algunos casos se dan las correcciones (de cuerpo gris) a la misma, pero la teoría de cuerdas no ha tenido éxito aún en extender este resultado a agujeros negros más “usuales” y simples. Y eso, es UN SONORO FRACASO.
        2) De nuevo, ¿es el éxito del digamos “modelo de (super)cuerdas” para explicar la fórmula de la entropía de ciertos (escasos) agujeros negros supersimétricos prueba irrefutable de su corrección? Insisto en el punto: recuerda los triunfos parciales de los modelos atómicos precuánticos, es decir, éxitos parciales. Más aún, la teoría de cuerdas o supercuerdas o teoría M no tiene a día actual una forma clara de entender y dar una explicación en el formalismo microcanónico de lo que son las posibles configuraciones y microestados de un agujero negro arbitrario. Yo sospecho que no es accidental. Es muy posible que la estadística de los microestados de los agujeros negros no es de tipo Boltzmann-Gibbs-Shannon, sino es muy posible que sea algo de otro estilo mucho más general y noaditiva, de ahí la ley de área y la holografía…
        REspecto a las WIMP, cada que pasa mi conjetura se hace más fuerte. Y estoy de lado de Rubin. Algo estamos haciendo mal con la gravedad a partir de ciertas escalas macroscópicas. Debe existir una teoría modificada de gravedad y/o inercia que nos permita entender mejor lo que es la masa/energía y que proporcionaría la explicación de los fenómenos que hoy llamamos energía oscura y materia oscura. Si estoy en lo cierto, debemos esperar resultados negativos en todos los experimentos actuales de detección de materia oscura (si estoy equivocado, no yerres ahí, también estaré igual de feliz, pero algo menos).
        Finalmente, relativo a todo esto, no sólo la búsqueda de WIMPs sino de WISPs (Weakly Interacting Slim Particles/Partículas ligeras débilmente interactuantes) como el axión y otras varias puede darnos información adicional. He leido hace un par de artículos sobre cómo usar magnetometría óptica para intentar detectar axiones y partículas ultraligeras con acoplos “inusuales” y que podrían haber escapado a la detección hasta la fecha. Veremos qué ocurre, desde luego…Pese a que de momento la Naturaleza es esquiva y nos ha dado un Higgs mínimo (aunque ¿podría ser un doblete o triplete escalar secretamente) y anomalías de distinto tipo en el sector neutrino y la astrofísica/cosmología (rayos cósmicos, cosas oscuras,…etc)…Podemos decir que…

        ¡¡¡LA COSA ESTÁ QUE ARDEEEE!!!!

        Cuestión 1: ¿cuántas teorías actuales sobrevivirán los próximos 10 años? ¿Alguien apuesta algo? Es coña…
        Cuestión 2: El modelo estándar y la relatividad general (y el modelo cosmológico estándar) se mantienen irrompibles a fecha 30-6-2013…¿Por cuánto tiempo soportarán tests cada vez más finos y precisos?

      • Gracias por tus comentarios amarashiki. Desde luego no se me ocurren temas más profundos y fascinantes con los que apasionarse que tratar de comprender las leyes más fundamentales del Universo (de hecho es increíble que podamos siquiera intentarlo), Con toda seguridad esta actividad es la tarea intelectual más trascendente a la que puede aspirar un ser humano a lo largo de su vida.
        Por lo que comentas entiendo que cada vez estás más convencido de que
        necesitamos una nueva teoría, algo nuevo, aunque no descartas que pueda permanecer algo de la base teórica de las cuerdas… pienso que sea lo que sea ese nuevo marco conceptual tiene que venir de nuevos datos experimentales, entiendo que es casi imposible que una nueva teoría (quizás a lo (W)einstein) consiga nada sin la ayuda del experimento. Lo más probable es que dichos datos vengan del LHC, de los experimentos de MO o incluso de experimentos con neutrinos o del satélite Planck. Por supuesto también pueden venir de nuevos experimentos o de experimentos de precisión como medidas de la gravedad a cortas distancias, medidas de momentos magnéticos anómalos, la desintegración del protón, eventos multijets o multileptones en el LHC, etc, etc
        Pienso que también es mucha casualidad que marcos matemáticos con dimensiones adicionales produzcan teorías fisico matemáticas que tienden a unificar las fuerzas fundamentales, el marco “multidimensional” sería un indicio a favor de las cuerdas pero claro ¿donde demonios están las dichosas dimensiones ocultas? Es claro que existen límites a lo que podremos explorar (directamente) tanto por arriba como por abajo, si la naturaleza “ha escondido” ahí la “nueva física” será duro sino imposible encontrarla… Parece claro que una de las claves es que no conocemos la naturaleza del espacio-tiempo en si mismo, ahí es donde reside la gravedad y donde fallan estrepitosamente nuestros cálculos como el cálculo de la energía del vacío.
        Coincido contigo en que vivimos tiempos apasionantes y decisivos en física fundamental, de lo que suceda estos próximos años dependerá toda la evolución futura de la física…

    • De nada Planck. A mí, pese a que en ciertas ocasiones me pongo borde y granujilla (cosas de ser quien soy), no hay nada que me apasione más que discutir ideas, principios, leyes o teorías…Discutir sobre gente o eventos es algo menor para mí, mucho menos interesante…

      Si por algo es importante la Ciencia, es porque es la única cosa que puede librar a nuestra especie de la muerte por catástrofe natural o cósmica. Por eso me parece absurdo cuando le ponen trabas a la Ciencia (excepción hecha de algunas limitaciones morales que uno debe tener desde mi subjetiva opinión; otros no piensan lo mismo). Por eso es importante, no ya en nuestra vida, sino en el legado que dejamos. Me preocupa que los únicos referentes de muchos jóvenes actuales (no de todos afortunadamente) sean solamente modelos, deportistas y gente famosa de dudosas costumbres (posiblemente drogadictos/as, no solo con problemas legales).

      Al ajo voy. Dices:

      “(…)Por lo que comentas entiendo que cada vez estás más convencido de que necesitamos una nueva teoría, algo nuevo, aunque no descartas que pueda permanecer algo de la base teórica de las cuerdas…(…)”

      La teoría de (super)cuerdas ha probado ser capaz de aunar de forma consistente los principios de la relatividad especial/general con los cuánticos de la QFT, pero eso no significa que sea correcta por desgracia. Podrían existir teorías o extensiones de teorías conocidas que sean predictivas. Es cierto que muchos “think tank” de la teoría de cuerdos comentaba hace décadas (quizás en tono demasiado arrogante) que “Todo ley física es una reinvención de la teoría de cuerdas”. Sin embargo, Feynman (y no era un cualquiera) estaba en contra de ella. Supongo que si viviera hoy día afirmaría que “El LHC ha roto la supercuerda” (algún otro físico experimental diría que los “cuerdos” han estado en la “cuerda floja” o que los susy-fan pueden irse a comer susy a un japonés, porque en el LHC no tienen esas cosas), y veremos si SUSY próximamente…La actual generación teórica, cuando desaparezca (fenezca) dejará el mando a jóvenes que ya no estarán tal vez sesgados por afirmaciones del estilo “La tería de supercuerdas es la única (hasta ahora) teoría capaz de entender gravedad cuántica”. La gravedad cuántica existe sin duda, pero ¿por qué ha de ser una teoría de cuerdas/M-theory? Es evidente un prejuicio basado en los éxitos de la teoría que no tiene por qué correponderse con la realidad física…Que DEBE ser experimental.

      Sobre lo siquiente:

      “(…)pienso que sea lo que sea ese nuevo marco conceptual tiene que venir de nuevos datos experimentales, entiendo que es casi imposible que una nueva teoría (quizás a lo (W)einstein) consiga nada sin la ayuda del experimento(…)”

      Lo de Weinstein no deja de ser un anuncio a la prensa de X que dijo a Y que tenía algo “nuevo”. No creo que sea revolucionario, como lo que creo necesitamos para entender no ya la unificación de las 3 fuerzas cuánticas del SM, sino la gravedad cuántica. La revolución en dualidades, como ha mencionado Francis alguna vez, ha acabado teniendo un efecto boomerang y ha hecho pupita a la teoría de cuerdas/M-theory como un todo fundamental. Quizás, a lo más, algunos de sus útiles matemáticos sea bueno o en sí misma un buen entrenamiento o una excelente teoría efectiva para lo que ha de venir: la comprensión fundamental de la noción de inercia, campo, masa/energía y dimensión/información desde un punto de vista global, no solo local. Pienso que la teoría de cuerdas ha tenido su momento, pero sin evidencias tipo resonancias KK o algún Z’, la teoría está muerta (ojo, eso no significa muerta para siempre, hay teorías que “resucitan” o tienen un “revival”, como la propia teoría atómica, tras mucho tiempo en la nevera).

      Sobre tus pensamientos:

      “(…)Lo más probable es que dichos datos vengan del LHC, de los experimentos de MO o incluso de experimentos con neutrinos o del satélite Planck. (…)”

      A día de hoy, pienso que las pistas vendrán indefectiblemente de:

      1) Datos de LHC/VLHC/LEP3/ILC/photon colliders/Nu-factories/Muon Collider. El reto, si no aparece nada nuevo más en el run a 13-14TeV, debe ser entender el sector escalar del SM que recién hemos descubierto. La masa parece que ya la tenemos, espín y paridad casi también con certeza bastante alta (lo que da opciones elevadas de Higgs para el Nobel este año), pero faltan los acoplos de Higgs a fermiones y bosones del SM, así como intentar medidas de precisión sobre el Higgs, y sus autocoplos. Medir estos últimos en LHC se puede a duras penas, es tarea para ILC y tal vez para el sucesor VLHC/LEP3 medir los coeficientes del potencial de Higgs y ver si es realmente un \phi^3 más \phi^4 o algo más sutil y complicado e inesperado. De momento todo está resultando “demasiado aburrido”.

      2) Física de neutrinos. Short baseline experiments/Long baseline experiments/neutrino astronomy and astrophysics/neutrino cosmology.
      El neutrino es la única partícula (bueno también los quarks pero éstos por imprecisión debido que a que no podemos observarlos aislados) sin una medida precisa de masa, y de los neutrinos tampoco sabemos si hay sólo 3 o más (aunque parece que hay sólo 3 tipos ligeros), ni si son su propia antipartícula, ni porqué su jerarquía de masas es aún más baja que todos los otros leptones o quarks que conocemos. Son muy misteriosos. También falta por allar el fondo de neutrinos cósmicos (con temperatura en el LCDM de unos 1.9 K) o detectar con buena estadística y resolución de energía los neutrinos de ultraaltaenergía. Un reto para los próximos años.

      3) Lo de las medidas de precisión de la gravedad a cortas distancias…Ufff…Que conste yo antes era muy fanático de esto, pero ha habido poco progreso. Es muy difícil medir la constante de gravitación universal (es la constante de acoplo que peor conocemos), y aunque habrá desarrollos, hay muchas limitaciones en la actualidad a las posibles mejoras que podemos hacer para medir gravedad a distancias cortas, …Quizás si alguien da con alguna nueva idea experimental… Pero en los úlimos 15 años no ha habido demasiado movimiento…

      4)Astrofísica y Cosmología (junto con astronomía pura). Darán muchas alegrías. Entramos en una era en que la óptica, la magnetometría y otras áreas relacionadas con la ingeniería espacial o astronáutica van de la mano. Es de esperar que este boom siga…No sólo con WMAP,Planck, sino con WeBB, los dos telescopios que el Pentágono donó a la NASA y algunos otros. ADemás, yo espero ver en mi tiempo de vida fotografía e imágenes directas no ya de un hombre en Marte o la Luna, sino de planetas extrasolares en cuanto haya unas cuantas evoluciones y saltos en la óptica que haga posible mejorar el poder de resolución 7 órdenes de magnitud (nuestra separación actual para lograr imágenes directas de exoplanetas). Lo veremos… Y cambiará no ya nuestra visión del mundo (ya lo hace cuando quieren ponerlo en las noticias) sino nuestra comprensión sobre lo que es nuestro lugar en el Universo/Multiverso (si es que lo último está justificado)…

      Sobre tu pregunta ¿retórica? de :

      “(…)¿donde demonios están las dichosas dimensiones ocultas? Es claro que existen límites a lo que podremos explorar (directamente) tanto por arriba como por abajo, si la naturaleza “ha escondido” ahí la “nueva física” será duro sino imposible encontrarla…(…)”

      Quizás es que la dimensión del espacio tiempo es una variable o incluso puede ser hasta fractal/multifractal…

      Dices:

      “(…)Parece claro que una de las claves es que no conocemos la naturaleza del espacio-tiempo en si mismo, ahí es donde reside la gravedad y donde fallan estrepitosamente nuestros cálculos como el cálculo de la energía del vacío.(…)”

      El que no conozcamos la microscopía del espacio-tiempo es en mi opinión la razón de la discrepancia teórica entre el valor teórico (vía QFT) calculado y el observado en cosmología (dark energy) de la constante cosmológica/energía del vacío. Creo que si es correcta la interpretación de la constante cosmológica como un multiplicador de Lagrange en la acción de Einstein-Hilbert, tipo “término de presión (negativa para expansión acelerada)” nos pone en la pista buena. El cálculo de la energía del vacío en QFT se hace usando espacio de Minkovski, si te tomas los resultados de Cosmología en serio, nuestro Universo es un espacio máximamente simétrico tip de Sitter actualmente, por lo que un cálculo basado en flat space está indefectiblemente equivocado de primeros principios. A parte de que yo tengo mis dudas sobre tratar la constante cosmológica como un término del lado derecho. Me gusta más verlo como un término del lado izquierdo y una nueva constante fundamental de la naturaleza, que es a lo que apuntan hasta el momento todos los datos en el modelo de concordancia. Además, que QFT no explica para nada por qué no gravita la energía del vacío…De ahí algunos intentos toscos de evitar eso (que tienen cosas buenas, pero ahondan en el mismo planteamiento clásico de siempre). La constante cosmológica debe tener una interpretación microscópica con algún tipo de física estadística a nivel de gravedad cuántica, pero estamos lejos de eso (hasta el momento):

      Presión usual en termodinámica-> Energía vía W=-P\int dV=-P\int d^3x
      Presión negativa en GR (constante cosmológica/energía del vacío)-> Energía vía multiplicador de Lagrange E_\lambda  = -\Lambda \int d^4x

      ¿Ves la analogía? En física estadística, la presión está causada por las colisiones de las moléculas con el “volumen” del recipiente que los contiene. ¿Cómo podríamos entender mejor la energía del vacío? Evidentemente averiguando qué sería el análogo en el espacio-tiempo en una teoría invariante bajo difeomorfismos de lo que es la estructura molecular o atómica de la materia para la interpretación cinética de la presión. No hay tal imagen en ninguna teoría conocida. Cierto es que hay ideas de Padmanabhan, Verlinde, y también de los que trabajan en Termodinámica de agujeros negros sobre qué son esos subconstituyentes del espacio-tiempo…O a lo mejor es que deberíamos crear una teoría en la que el espacio tiempo no sea más que una descripción efectiva macroscópica, lo que daría pie a posibles modificaciones de la ley de inercia y gravedad en una teoría efectiva “buena”.

      El problema de los tiempos en que vivimos es que las mafias y corporaciones siguen controlando todo. Hacer investigación fundamental es difícil sin dinero (sobre todo en el campo experimental debido al grado de desarrollo general necesario para hacer medidas de precisión o estudiar observables “complicados”). Podría ser mejor, pero no me quejaré. Eso sí, insisto en que no seas demasiado optimista. La materia oscura o sus partículas no van a aparecer tan rápido como debían los grandes gurús de la supersimetría y las supercuerdas. Y lo realmente interesante, está aún por llegar en los próximos 3-5 años, quizás 10/15 (si soy margen para el avance que espero se produzca en la tecnología de detección de ondas gravitacionales).

      Coincido contigo en que vivimos tiempos apasionantes y decisivos en física fundamental, de lo que suceda estos próximos años dependerá toda la evolución futura de la física…

  6. Wow!, es todo un show poder ver a los blogueros de peso pesado argumentando.-
    No soy físico, solo un fan de la ciencia, pero me gusta ver cómo se la gastan estos muchachos con los temas límite, en la frontera de lo que sabemos hoy.
    Felicitaciones!!

  7. “Supongo que habréis leido hoy a Lubos Motl… Sobre la apuesta de Dorigo y sus pensamientos”.

    Cachis en la mar, no leo al señor Motl, seguro que me pierdo algo importante, pero de momento me conformo con leer a Dorigo, me parece una pista fiable.

    Señores, vamos a ver. ¿Cómo pretendemos avanzar en esta cuestión si los experimentos que explican la desintegración del protón se fían a colisiones de alta energía, sólo existe la física en condiciones de frontera? ¿No será mejor volver a experimentos más artesanales y menos ambiciosos?

    • Artemio. Los experimentos de desintegración del protón NO se fían a colisiones de alta energía. De hecho, es Superkamikando y el futuro hyperkamiokando los que en la piscina “más pura” que existe esperan el fogonazo de una desintegración del protón. No hay que ir a un collider para buscar proton decays, de hecho es bastante improbable ver ese tipo de eventos ahí…

      Nota: Cuando estaba en el Máster, una profesora con buena relación con los japoneses nos contó lo siguiente…
      “(…)¿Sabéis? Los japoneses tras el Nobel por las oscilaciones de los neutrinos se hicieron la pregunta ¿y ahora qué? Varios de ellos lo tenían muy clarito. A esperar ser afortunados y ver alguna desintegración del protón(…)”

      Por supuesto es un poco una exageración, ya que Hyperkamiokande y algunos otros experimentos de oscilaciones de sabor se empezaron ya a diseñar a principios de siglo allí en Japón. Es una pena que los japoneses tengan problemas con los terremotos, porque eso les obliga a reparar aparatos muy caros y complejos en poco tiempo. Aunque en Europa entre la burocracia y el espíritu de la gente corriente, no batiríamos jamás el “record” de cambiar todos los fotomultiplicadores de los detectores de efecto Cherenkov de una montaña en …Atención al dato…¡Un mes! Los japoneses son un pueblo admirable…Y pese a que son robóticos y tienen esa mentalidad asiática tipo “hormiga” que en ocasiones desencajona la mentalidad occidental, para algunas cosas es una gran ventaja….

  8. Ramiro, te daré mi opinión no experta sobre el asunto. Si entendemos que la teoría de cuerdas es matemática, ésta se basa en los “grados de libertad”, concepto matemático que pertenece también a la física y la ingeniería. Un espacio de dimensión uno sólo tiene un grado de libertad; si es de dimensión dos, dos grados de libertad; si es de dimensión tres, tres grados de libertad, etcétera. El problema es que el espacio matemático no siempre coincide con el espacio físico real y material, mientras que al primero podemos añadirle n grados de libertad, un automóvil o un tren tienen restringidos sus grados de libertad.

    El aspecto físico de la teoría de cuerdas comienza con el teorema de Teodoro Kaluza, actualizado por Oskar Klein, que postula la unificación (física) de un espacio 5D, cuatro dimensiones de espacio y una de tiempo. De una tacada pueden incluirse en la teoría las ecuaciones de Maxwell, las de la TRG, el campo de Yang-Mills (fuerzas fuerte y débil) y según algunos teóricos no habría inconveniente en incluir en el paquete al SM, GUT y la supergravedad. El problema que presenta la teoría de cuerdas, y que irrita a algunos físicos, es que tiende a postularse como una serie de hipótesis ad hoc que encuentran explicación para toda la realidad física, un hecho que infringe un dato básico: el espacio matemático no es el espacio físico.

    Respecto de la unificación emprendida por Einstein, comentar que se atascó con los tensores asimétricos, o con las soluciones asimétricas del tensor de Riemann-Ricci, dificultad que consumió su energía hasta el día de su muerte. Respecto de las últimas novedades de las cuerdas, no estoy informado, pero la primigenia formulación de las cuerdas como objetos vibrantes millones de veces más pequeños que el protón parece recordar una especie de sinfonía o música de las esferas (en los planos micro y macro), que tiene una resonancia pitagórico-platónica evidente. ¿Esto es positivo o negativo? Bueno, digamos que al menos es imaginativo, otra cosa es que la materia se comporte como una sinfonía.

  9. A mi tambien me encantan estos debates y siempre aprendo algo de ellos, en un tema tan apasionante como lo es la física de los neutrinos y estas personas que le ponen el sazón al tema con su vastos conocimientos, del tema he aprendido de que por el momento no tenemos la suma de la masa de los neutrinos porque solamente se han podido contabilizar las masas de los neutrinos electrónico, tauonico y muonico, quedando relegada la masa del esquivo neutrino esteril, el cual no se ha podido detectar y por tal motivo se ha hecho imposible completar la suma total.

  10. “Si estoy en lo cierto, debemos esperar resultados negativos en todos los experimentos actuales de detección de materia oscura”.

    Discrepo. Las entradas de Francis al respecto mencionan al menos tres eventos candidatos a materia oscura, no seas tan pesimista, hombre.

    “He leído hace [¿?] un par de artículos sobre cómo usar magnetometría óptica para intentar detectar axiones y partículas ultraligeras con acoplos “inusuales” y que podrían haber escapado a la detección hasta la fecha”.

    Interesante.

    “Cuestión 1: ¿cuántas teorías actuales sobrevivirán los próximos 10 años? ¿Alguien apuesta algo? Es coña”…

    De las actuales no sé cuáles sobrevivirán, pero la TRG ha resistido la falsación, en ciertos supuestos, pese a los esfuerzos del gran Einstein por refutarse a sí mismo, ¡¡menuda es la TRG!!

    Saludos

  11. Artemio. Los “posibles” sucesos no tienen significancia estadística alta, y ya sabes que sin evidencia 5 sigma, a alguien como yo no le convencerás de que cierta partícula está ahí. Y más con experimentos de detección de materia oscura tan sutiles, cuya modelización del backgroun es “muy complicada” ¿verdad Francis?;) Para sustraer “eventos” comprender muy bien lo que tienes en “el background”. Y para que puedan ser señales hace falta que haya señales inequívocas de partículas de materia oscura y una buena muestra de sucesos y selección de los mimos. Creo que habrá que esperar a próximos updates de AMS y alguno de los otros experimentos para tener mayor estadística. ¿Pesimista? Es mucho mejor serlo en Física de Altas Energías que decir que van a aparecer no sé cuántas partículas y luego que no aparezca ni una sola, salvo (al parecer) el más simple Higgs de todos los posibles. Con una resolución en torno a 0.5 GeV no podremos saber si realmente es un singlete o tiene estructura…Sería fascinante que la tuviera… Si algo enseña SUSY es que una partícula escalar por sí sola no puede cancelar las correciones (radiativas) cuánticas a su masa, luego si el Higgs tiene la masa que tiene, y si no es SUSY, ¿qué narices hace que el Higgs no tenga una masa mucho mayor? El Higgs, como los neutrino right-handed o más generalmente los términos de masas de majorana NO está protegido por ninguna simetría del modelo estándar conocida, con lo cual el por qué el Higgs tiene la masa que tiene es un problema MUY MUY gordo. Quizás eso sea algo que tenga que ver con nueva física, o quizás estamos equivocados en la forma en que calculamos las correciones radiativas cuánticas a la masa del Higgs. Pero ¿cuál es el punto? Quien solucione este problema, posiblemente tenga en su mano un Nobel…

  12. Quisiera hacer una pregunta que se refiere, que se ubica, digamos, en la periferia de la física, pues es una pregunta filosófica que de cierto modo está relacionada con ciertos enunciados del señor Tegmark. Si la teoría consiste en ciertas formulaciones realizadas a través de signos escritos, esa escritura ¿está inscripta en lo real? Porque para que una teoría funcione debe describir ciertos hechos, pero a su vez el hecho de que funcione ¿no significa a su vez que esos hechos que describe son hechos de escritura? Galileo hablaba del gran libro de la naturaleza. Entonces la tarea de la ciencia sería descifrar el lenguaje de la naturaleza, es decir que la naturaleza no sería otra cosa que una escritura (es un poco también la idea de la Cábala) En definitiva el problema de la ciencia es que no se puede enfrentar con nada que no tenga la posibilidad de descifrarse, es decir que no tenga la estructura del significante. En definitiva la ciencia trabaja con el supuesto de que la naturaleza es enteramente descifrable, que es homogénea en el sentido de que no posee regiones no-escritas. Entonces la pregunta urgente que subyace a la tarea científica es ¿Qué es una escritura? y ¿Hay lo no-escribible (que no es lo mismo que lo no-descifrable)?

      • Para que un modelo pueda corresponderse con una realidad tiene que haber algún tipo de homogeneidad entre la estructura de la cosa “modelo” y la de la cosa “realidad”. Ahora bien, la naturaleza de la realidad la ignoramos, pero la del modelo no, ya que es una creación nuestra. El denominado “modelo” no es otra cosa que un conjunto de signos con una sintaxis. Lo impresionante es que gracias a estos signos podemos extraer de la realidad, cosas tales como por ejemplo el láser. Si un álgebra tiene esa potencia es porque aquello a lo que se aplica tiene que poseer una comunidad estructural con ella, puesto que sino es imposible que tenga algún efecto. Por lo tanto el neutrino podríamos decir que es una especie de “ecuación natural” a la que el científico intenta acercarse a través de la formulación de “ecuaciones artificiales” cada vez más precisas.
        Entonces la pregunta sería no ya: qué es un nutrino, sino más bien una especie de metapregunta: qué son esos signos escritos por nosotros que intentan traducir, fijar, establecer, ese otro conjunto de signos naturales que se provocan, por ejemplo en una colisión a alta energía. Cuando se reduce la escala (lo pequeño y lo grande deberían considerarse como otra dimensión más del espacio), es decir, cuando se aumenta la energía, empiezan a surgir estructuras, órdenes y reticulados, es decir un puro orden sintáctico, es decir el ordenamiento fundamental del conjunto. Creo que la cuestión de: de dónde salió todo ésto, equivale a la paradoja del origen del lenguaje: no se puede pensar el exterior desde adentro. Pero, si bien no se lo puede pensar, sí se lo puede calcular, se puede hacer un algoritmo sobre los ecos que recibimos cada vez que arrojamos un guijarro al estanque infinito en la noche que nos rodea. La matemática es para nosotros como una especie de sexto sentido, como un hipertacto con el cual tanteamos torpemente las rugosidades de lo real. Creo que el gran descubrimiento de la ciencia, sospechado por algunas religiones es que LA ESTRUCTURA DE LO REAL ES LITERAL, o como le gustaba decirlo al Sr. Hegel: todo lo real es racional (y viceversa, por supuesto). Entonces quisiera orientar mi pregunta hacia la cuestión de: cómo surge una letra, es decir lo que me parece que se sospecha en ciertas investigaciones acerca de la relación entre entropía y teoría de la información. Es decir la sospecha de que el demonio de Maxwell tal vez no era otra cosa que el buen Dios…

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