El futuro de la física del bosón de Higgs

El descubrimiento del bosón de higgs es el final de la historia de su búsqueda y el principio de la historia de la física del bosón de Higgs. Su descubrimiento es el amanecer de una nueva era en la física de partículas porque hay muchas preguntas sobre la naturaleza del bosón de Higgs que necesitan respuesta. Por ejemplo, por qué el Higgs es tan ligero, con una masa de solo unos 100 GeV. La supersimetría y las dimensiones extra en el espaciotiempo son posibles soluciones a este problema. Si los neutrinos son partículas de Majorana (son idénticos a su propia antipartícula), entonces su pequeña masa no es debida al campo de Higgs; pero si son partículas de Dirac, tampoco sabemos por qué solo se observan neutrinos levógiros. Todo indica que hay física más allá del modelo estándar, pero no sabemos si el LHC será la máquina capaz de sacarla a la luz; por ello ya se está diseñando nuevas máquinas, como el ILC (Colisionador Lineal Internacional), aunque su financiación, en plena crisis económica, es una “tarea difícil.” La única solución es la globalización, lo que implica que el ILC no se construirá en Europa o EEUU; quizás en Japón, como nos lo cuentan Jon Butterworth, “Particle physics: Beyond the Higgs,” Nature 488: 581–582, 30 August 2012, y Matthew Chalmers, “After the Higgs: The new particle landscape. Physicists are planning the powerful accelerators they will need to study the Higgs boson and its interactions in detail,” Nature News, 29 August 2012.

Toda la música pop suena “igual” según un estudio de científicos españoles

El estudio de un millón de canciones populares (pop) entre 1955 y 2010 ha encontrado que en la actualidad suenan más fuerte, pero son más homogéneas en cuanto a acordes, melodías y tipos de sonido utilizados que hace 50 años. El equipo investigador ha sido dirigido por Joan Serra (experto en inteligencia artificial del IIIA-CSIC, Barcelona). Para una persona con más de 35 años, la música pop actual suena muy “igual” comparado con cómo sonaba cuando era joven. Quizás por eso a los que tenemos cierta edad nos sigue gustando más la música de aquella época y hay un movimiento de revival que está devolviendo a la actualidad muchas canciones del pasado. El artículo técnico es Joan Serrà, Álvaro Corral, Marián Boguñá, Martín Haro & Josep Ll. Arcos, “Measuring the Evolution of Contemporary Western Popular Music,” Scientific Reports 2: 521, 26 July 2012 [el artículo es de acceso gratuito].

Esta figura (izquierda) muestra cómo el volumen (loudness) ha subido en los últimos 50 años, quizás debido a la costumbre actual de utilizar una curva de ecualización mucho más plana que facilita que la música se pueda escuchar en medios muy diversos (desde un iPAD a un ordenador pasando por un equipo HiFi); os recuerdo lo que ya contamos en “Qué suena mejor al oído, un vinilo, un CD o un DVD de audio.” La figura de la derecha muestra cómo la música se ha vuelto mucho más homogénea en cuanto a la paleta de timbres utilizada (lo que mucha gente ha expresado como “toda suena igual”). Como afirman los autores, estas conclusiones son conjeturas que llevaban mucho tiempo en el imaginario colectivo (apreciaciones subjetivas, cualitativas o no sistemáticas). El nuevo aporta pruebas empíricas gracias a un análisis formal, cuantitativo y sistemático. Este tipo de técnicas de análisis también podrán ser aplicadas a otros géneros musicales, e incluso tendrán un papel musicológico pues permitirán estudiar las transiciones de estilo más importantes en la historia de la música.

Nota sobre la revista en la que se han publicado los resultados: Scientific Reports. En algunos sitios se ha dicho que era Nature, lo que es un craso error. Se trata de la revista del Nature Publishing Group que pretende hacerle la competencia a PLoS ONE, aparece en el Web of Science, pero aún no tiene índice de impacto (no aparece en 2011 JCR, tampoco aparecerá en el 2012 JCR, pero sí lo hará en el 2013 JCR; fuente). ¿Qué significa que su estilo editorial sea similar a PLoS ONE? Por un lado, que es una revista de artículos de acceso gratis donde los autores pagan por publicar. Por otro lado, que se aceptan artículos “técnicamente correctos” (technically sound), sin importar su importancia y que será la propia comunidad científica la que la determinará (“judgments about the importance of a paper will be made by the scientific community after publication”). Y por tanto, el proceso de revisión por pares en esta revista (como en PLoS ONE) puede ser similar al de una revista convencional, pero también puede no serlo (a esto se le llama a veces “revisión formal”). Más información. Todo esto es importante cuando uno se enfrenta a la valoración de los contenidos de un artículo publicado en esta revista.

La física del canto de las dunas

Este vídeo nos muestra un fenómeno bastante curioso, el sonido que emiten muchas dunas de arena (en occidente el fenómeno fue descrito por Marco Polo y Darwin lo escuchó en 1835 en su viaje en el Beagle). Un sonido grave con un trémolo alrededor de una frecuencia fundamental que es producido por avalanchas granulares que ponen a vibrar la arena. El “canto de las dunas” se puede reproducir en el laboratorio y gracias a ello su física es bien conocida (en medidas de campo se pueden utilizar geófonos). El parámetro clave es el grosor de la avalancha cuyo lecho de arena se comporta como la membrana de un altavoz cuya vibración provoca la emisión acústica (de hecho una avalancha de arena encima de la membrana de un altavoz permite reproducir el fenómeno). Los interesados en la historia y en la física de este fenómeno disfrutarán del artículo de Bruno Andreotti, “Sonic sands,” Rep. Prog. Phys. 75: 026602, 27 Jan. 2012 [este artículo es de acceso gratuito durante este mes].

El análisis del espectro acústico del canto de las dunas muestra que no se trata de ruido sino un sonido “musical” con una frecuencia central bien definida y varios armónicos (2 o 3 picos). La amplitud de los armónicos decae con su orden en un patrón algebraico poco común en la Naturaleza, quizás por ello muchos oyentes perciben emociones y sentimientos de armonía con la Naturaleza. La calidad musical del sonido se debe a su trémolo (modulación en amplitud) y su pequeño vibrato (modulación en frecuencia). La frecuencia del primer pico (el de mayor amplitud) se encuentra entre 70 y 110 Hz y tiene una anchura de unos 20 Hz.

En el vídeo se observa como Stéphane Douady (físico que ha estudiado este fenómeno con detalle) produce el sonido con su mano y con sus dedos, pero que se requieren al menos dos dedos y moverlos con una velocidad suficiente. Los experimentos de laboratorio permiten determinar el umbral entre la profundidad de la avalancha y su velocidad que excitación del sonido. Este umbral depende del tamaño promedio del grano de arena (d en las figuras) y de varias propiedades específicas, como la humedad relativa y el tipo de arena (la fricción microscópica entre granos). En condiciones ópticas la frecuencia del sonido es una función lineal del cociente V/H (donde V es la velocidad y H la profundidad de la avalancha). La longitud de la avalancha (L) es inversamente proporcional a la duración del sonido como se muestra en la siguiente figura (que también trata de ilustrar el mecanismo de propagación de la vibración y amplificación del sonido).

Por supuesto, no quiero dar a entender con esta entrada que la física del canto de las dunas es conocida con completo detalle. Todavía hace falta mucha investigación: no se conoce en detalle la reología de la arena, aún no se ha medido el perfil de la velocidad de la arena durante la avalancha (solo se conocen resultados numéricos), y tampoco se ha estudiado en detalle el problema inverso, cómo las vibraciones acústicas afectan a la arena. Mucho se sabe y mucho queda por saber de un problema con un bella historia documental que siempre lo ha puesto entre la realidad y la leyenda, entre el mito y la verdad.

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

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

Por qué la música generada por ordenador nos parece artificial

 

Incluso los mejores percusionistas cometen errores de ritmo al tocar una obra musical. Cuando un ordenador reproduce la misma obra sin errores de ritmo nos parece una interpretación fría, sin alma. Para evitarlo algunos ingenieros de sonido usan un software que añade errores aleatorios en el ritmo para volver más humana la interpretación. Aún así, tampoco se logra color y calidez; la obra sigue deshumanizada.  ¿Por qué no basta con esto? Hennig et al. publican en PLoS ONE un estudio que indica que los errores cometidos por los humanos tienen intención musical. Los humanos cometen errores aleatorios donde tienen que cometerlos para que la interpretación sea más humana. Los errores tienen un sentido y enriquecen la interpretación. Sin embargo, los propios percusionistas no son conscientes de sus errores. Según los autores del estudio la razón última es la propia neurofisiología de la percepción del tiempo y de la capacidad humana para ejecutar acciones coordinadas con cierto ritmo. ¿Algún día las máquinas igualarán a los humanos? Quizás sí, pero los autores de este estudio creen que antes será necesario que las máquinas entiendan la “musicalidad” de la ejecución de un intérprete profesional. El artículo técnico es H. Hennig et al., “The Nature and Perception of Fluctuations in Human Musical Rhythms,” PLoS ONE 6: e26457, 2011.

El estudio de Hennig et al. muestra que las fluctuaciones en el ritmo de la interpretación presentan correlaciones no lineales siguiendo una ley de potencia (lo que indica que el patrón de las fluctuaciones es (pre)fractal, o al menos autosemejante). Los percusionistas expertos que han participado en este estudio no son conscientes de que cometan errores de ritmo, de hecho afirman con rotundidad que no los cometen. Pero ya se sabe, lo no lineal, lo fractal, lo complicado es lo que nos hace humanos.

Música dominical “made in Málaga”

Sé que este blog no es musical y a alguno de vosotros le molestan las entradas que no son de divulgación científica, pero ayer conocí por casualidad a Susana, cantante de Susan Valery Jazz y de Canajazz Band. Tengo pendientes una entrada sobre el Higgs, otra sobre los neutrinos de OPERA y otra más sobre la “realidad” de la función de onda en mecánica cuántica. Mientras tanto, si os apetece escuchar a Susana, adelante.

Música dominical: Jon Gomm – Passionflower

Más liado que un trompo no doy abasto. Mi número de borradores crece exponencialmente. Mi tiempo para el blog decrece exponencialmente. La única solución es buscar un límite. Estoy en ello. Por ahora os dejo a Jon Gomm, “Passionflower” (visto en Telegraph Music Blog (Blog Musical de Javier Peláez) vía Twitter).

Nota ortográfica: “dar abasto” proviene del sustantivo abasto (“provisión de víveres”).

Atención, pregunta: Sabrías distinguir la música de Amadeus Mozart de la de Antonio Salieri

La película “Amadeus” (1984) le ha hecho un flaco favor a la música de Antonio Salieri; mucha gente cree que era un músico mediocre, comparado con el genio de Amadeus Mozart. Pero lo cierto es que muy pocas personas son capaces de distinguir entre la música de Salieri y la de Mozart (salvo en los pasajes más famosos de este último). Mikhail Simkin nos plantea como reto distinguir el autor de 10 extractos musicales de 1 minuto de obras de Mozart y Salieri. Si aceptas el reto, aquí tienes el test Mozart contra Salieri. Yo he sacado un 50% de aciertos, pero confieso que ha sido más por casualidad que por conocimiento, ya que he tenido serias dudas en algunas de las respuestas. Puedes indicar tu puntuación en los comentarios, si te apetece. Simkin publica un resumen de las estadísticas en su artículo “Scientific comparison of Mozart and Salieri,” ArXiv, 24 Jul 2011.

Simkin resume los resultados para las primeras 11 207 personas que han realizado el test de forma correcta: han escuchado todas las obras y han realizado el test sin mirar las soluciones. El resultado es que la puntuación media ha sido de un 61% de aciertos (menos de 300 han logrado el 100%). Según el estudio de Simkin, la mayoría de los que han logrado mejor puntuación lo han hecho porque reconocieron de memoria las obras de Mozart y dedujeron que las que no reconocían tenían que ser de Salieri, pero no porque notaran que la calidad de Salieri fuera inferior a la de Mozart (Simkin se apoya en los comentarios dejados por los participantes).

En opinión de Simkin, Mozart no era mucho mejor músico que Salieri en su época. Por ejemplo, si ordenamos por el número de ejecuciones de sus óperas los músicos de la época de Mozart resulta el siguiente orden: Paisiello, Salieri, Martín y Soler, Cimarosa, Guglielmi, Sarti, Mozart, Gretry, Dittersdorf y Gluck (tabla 4 del artículo de Simkin). Un día de 1786 se ejecutaron dos óperas en el palacio del emperador José II, una de Salieri y otra de Mozart. “Prima la musica, poi le parole” de Salieri fue todo un éxito; “Der Schauspieldirektor” de Mozart fue un completo fracaso. El musicólogo John Platoff afirma que “hoy en día las óperas de los músicos rivales de Mozart no las escucha nadie; si así fuera, mucha gente comprendería que lo que llaman estilo “mozartiano” en realidad era el estilo operístico general de aquel periodo” [“Mozart and his Rivals: Opera in Vienna in Mozart’s Time,” Current Musicology 51: 105-111, 1993].

¿Te atreves con  el test Mozart contra Salieri? Por cierto, si tras oír estos pasajes de Salieri cambia tu opinión respecto a este músico, también lo puedes indicar en los comentarios, si te apetece.

Todo lo que siempre has querido saber sobre la superluna en una sola infografía

Carolina Jiménez, “infografista de profesión [OK Infografía], escéptica de mente y científica de corazón” nos ha traducido al español una infografía publicada en Space.com sobre la superluna. Espero que os guste. Carolina entre sus múltiples virtudes también es músico (Kireina) y ha dedicado una canción a la superluna, que podéis disfrutar en youtube (Kireina fue nominada con su canción “Can’t Walk Over Me” a los Hollywood Music Awards, 2008).

PS (29 nov 2012): Me ha gustado la APOD de hoy.