Higgsmanía

noviembre 4, 2013

Estamos en época de premios Nobel. Obviamente para la comunidad intelectual mexicana (y gran parte de la latinoamericana, creo) los que más se comentan y aprecian son los de literatura, paz y quizás, aunque menos, el de economía. Yo creo que ello se debe, entre otras cosas, a que son prácticamente los únicos en los que se “siente” que tenemos oportunidad de ganar, sobre todo los dos primeros. En fin, que estamos en época de anuncios y que se ha anunciado uno de los premios Nobel más esperados de la historia: el premio Nobel de física por la predicción del Higgs (¡esperó como 40 años!).

Francois-Englert-Peter-HiggsAsí es, el premio Nobel de física se anunció y fue otorgado a dos de las personas que predijeron la existencia de la partícula llamada Higgs, de la cual ya hemos discutido en este espacio y probablemente lo hagamos de nuevo en un futuro cercano. No se lo dieron a los que la descubrieron, al menos no este año. Se lo otorgaron a los que lo predijeron (bueno a dos de los que viven): Francois Englert y Peter Higgs. Espero pronto también comentar un poco sobre los premios otorgados en las áreas de Química y Medicina de este año.

Claro que todos los que de alguna manera estamos relacionados con el campo de la física, especialmente los que nos dedicamos a la física de partículas, estamos muy contentos y nos sentimos felices de este acontecimiento. Es más, ya en plan necio, hasta nos sentimos parte del premio. De hecho, el haber estado trabajando durante décadas en problemas relacionados con la partícula de Higgs, como que le da un sabor especial. Por un lado estamos los científicos que utilizando las ideas relacionadas con el Higgs, hemos ido más allá haciendo múltiples predicciones que están aún por verificarse (o en su defecto descartarse). Por otra parte, imaginen el beneplácito de las personas que estuvieron involucradas en la detección y confirmación de su existencia, cosa que sucedió en el Gran Colisionador de Hadrones o LHC por sus siglas en inglés. En ese colisionador han trabajado miles de personas: desde los que lo diseñaron y construyeron (colisionador y/o detectores), hasta los que participaron en la búsqueda específica de la partícula de Higgs. Existen también muchas otras personas buscando cosas nuevas que estamos esperando con ansia. Independientemente de quienes hayan trabajado específicamente en encontrar al Higgs, todas ellas se encuentran contentas y orgullosas de lo que ese laboratorio y colisionador han demostrado ser capaz de hacer.

mexican-hatEn ese intenso momento de emociones a veces suceden algunas cosas raras, especialmente cuando tenemos una inmensa necesidad de comunicar de manera rápida e impactante, a veces incluso sacrificando veracidad y prudencia. Así pues, en los días (horas) posteriores al anuncio, fue común ver en la prensa mexicana entrevistas realizadas a algunos colegas nacionales en donde, fuera de contexto, se les atribuía el decir que el premio tenía parte para los mexicanos, ya que también hubo mexicanos involucrados en el descubrimiento del Higgs: ¡Por fin un Nobel de física para México! (aunque sea un pedacito chiquititito, ¿no? Ándenle, no sean gachos.). Ahora que han pasado unos días más y que creo que el calor de la noticia se ha diluido un poco, me atrevo a hacer algunas precisiones.

Primero: el premio, como dije arriba, no fue otorgado a las personas que descubrieron el Higgs. El premio se otorgó a las personas (dos de ellas) que matemáticamente, utilizando teorías físicas bien establecidas y verificables, predijeron su existencia (así deben ser las teorías en la física, no son simplemente una idea de alguien; tienen que hacer predicciones verificables). Segundo: el premio lo podemos considerar parte de toda la humanidad, no solo de un país o un estado o del barrio en donde nació la persona galardonada. El premio fue otorgado a la predicción, pero sí gracias a que se ha confirmado su veracidad: ¡el Higgs existe! Por ende ha pasado a formar parte del bellísimo patrimonio humano de conocimiento que hemos logrado generar. Así que festejen todos, no importa de dónde sean. Tercero: en el descubrimiento del Higgs efectivamente participaron algunos científicos mexicanos. ¿Quiénes son? Existen dos “detectores” en el LHC que participaron en el descubrimiento; se llaman CMS y ATLAS. Los mexicanos que participaron directamente en la búsqueda del Higgs son (hay otros participando en otras cosas): Jacobo Konisberg del CMS quien trabaja en la Universidad de Florida, José Feliciano también en el CMS y trabajando en el CERN, Luis Flores Castillo de ATLAS trabajando en la Universidad de Wisconsin, Elizabeth Castañeda de ATLAS y de las Universidades de Wisconsin y Johannesburg e Isabel Pedraza quien un tiempo estuvo en ATLAS y en la Universidad de Wisconsin y más recientemente en CMS trabajando en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.

A todos ellos una felicitación muy fuerte. Orgullosos debemos estar todos de que hayan logrado contribuir a este descubrimiento tan trascendente para el conocimiento humano.

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Escrito por fefino

Recuerdos

julio 13, 2013

Recuerdo que hace alrededor de diez años fuimos anfitriones del taller de la división de física de partículas de la Sociedad Mexicana de Física. En aquel momento la facultad de ciencias de la Universidad de Colima estaba prácticamente estrenando los programas de física y matemáticas (licenciaturas) y la comunidad nacional visitó para conocer y apoyar el incipiente grupo. El taller, consistió en una serie de conferencias y actividades relacionadas con la física de partículas realizada en el país y de los resultados más importantes de le época.

Recuerdo que en aquel momento el Gran Colisionados de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés) del CERN estaba en plena construcción – tenía ya varios años en ese proceso – y casi todos los participantes discutíamos sobre los posibles resultados que ese colisionador podría obtener. Recordemos que los planes para construir dicho colisionador comenzaron décadas antes y requirió una impresionante cantidad de desarrollo tecnológico para poder concebirlo: no existían los cables que pudieran soportar las corrientes necesarias durante los tiempos necesarios, no existían los imanes para generar los campos magnéticos necesarios, nadie sabía cómo mantener el vacío requerido en el conducto de 27 km de longitud, no existían los sistemas de refrigeración necesarios para poder mantener la temperatura requerida para todos los imanes superconductores (temperatura menor a la que existe en el espacio exterior), no existían ni el software ni el hardware ni la electrónica necesaria para registrar y canalizar toda la información con la rapidez que se generaría en las colisiones, etcétera, etcétera. Todo eso tuvo que ser inventado/resuelto en los años posteriores durante un largo proceso de investigación y desarrollo (previo a la construcción, y en algunos casos ¡durante la construcción!) y como hemos visto y comentado en este espacio, el LHC ya empezó a dar resultados impactantes. Cabe mencionar que ninguna institución mexicana participó en la construcción del LHC. Las colaboraciones mexicanas que participan en el LHC entraron en etapas posteriores contribuyendo por un lado en la construcción de una parte del detector (no del colisionador) de ALICE, uno de los laboratorios creados sobre el LHC, y por otro lado principalmente en el análisis de los datos recabados (en lo que siguen participando).

Recuerdo también que durante el taller que organizamos nos visitó Clemens Heusch de la Universidad de California (Santa Cruz). Clemens – quien por cierto se la pasó coqueteando con mi novia (ahora esposa) durante todas las actividades sociales del evento – vino a presentar las ideas preliminares del grupo de científicos que ya estaban trabajando en el diseño y planeación del experimento “posterior” al LHC y al que llamaron el Colisionador Lineal Internacional (ILC por sus siglas en inglés). Ese futuro colisionador, si algún día llegara a concretarse, tendría el propósito de estudiar a detalle y de manera muy precisa las propiedades más finas de las partículas que descubriera el LHC. Recuerden que el LHC todavía no estaba terminado y este cuate ya venía a platicar de un posible colisionador que funcionara después del LHC (él tenía alrededor de 60 años en ese momento, ¡sabía que probablemente él no lo vería!). No solo vino a presentar la idea y avances que ya tenían, sino también a invitar a que si alguna institución o grupo experimental mexicano estuviera interesado en participar, pos que le entrara.

ILC_SchemeTDRRecuerdo muy bien que con la ingenuidad del momento (acababa de regresar al país) pensé que un montón de grupos brincarían a la posibilidad de involucrarse en una empresa de esa magnitud, sobre todo ante la oportunidad de involucrarse desde las fases iniciales. Pronto me di cuenta de que la realidad era distinta. Nadie mostró el mínimo interés: no era en lo que estaban trabajando, nadie sabía si efectivamente algún día se concretaría, en caso de que funcionara representaría tener resultados a largo plazo, entrarle significaría obtener recursos para investigación y desarrollo por parte de las agencias públicas que normalmente no contemplan proyectos de gran envergadura ni de largo plazo, y un largo etcétera. Y claro, no faltaron tampoco comentarios ¿típicos? como (con una sonrisita irónica en la expresión) “todavía ni acaban el LHC y éstos ya están pensando en otro”, “seguro y ni conseguirán el dinero”, “no puede uno arriesgarse, falta mucho para ver si algo así puede ser concebido” y otro largo etcétera.

Recuerdo todo esto, o más bien recordé todo esto recientemente, porque ahora que se descubrió el Higgs en el LHC ya se está decidiendo dónde se construirá el ILC. Hace unos días salió el primer reporte técnico que contiene muchas de las especificaciones y resultados obtenidos durante los estudios de investigación y desarrollo para el ILC, realizados precisamente en los últimos 10 años. Hay alrededor de 150 instituciones participantes y todo parece indicar que se construirá en Japón, en donde por cierto hay dos lugares que están compitiendo por ser la sede. Cuando escribo estas líneas me encuentro precisamente en un congreso en Japón y es verdaderamente interesante ver los principales periódicos del país con las primeras planas llenas de reportajes y comentarios sobre el ILC. No puedo evitar la imagen en mi mente de que algún día pudiera ver algo similar en mi país y desgraciadamente tampoco puedo evitar sentirme ingenuo. Veremos qué pasa.

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Escrito por fefino

¿Dimensiones extras?

mayo 27, 2013

El resultado científico más impactante y trascendente del año pasado fue el descubrimiento del Higgs. Como platicamos hace algunas semanas el Higgs finalmente cayó en las redes y ahora sabemos que si existe. Se buscó durante alrededor de 40 años y para encontrarlo se tuvieron que diseñar y construir aceleradores, colisionadores y detectores de partículas. Esos laboratorios y equipos, sin embargo, no fueron construidos solo para buscar al Higgs, sino que fueron construidos para tratar de descubrir más cosas acerca de la naturaleza.

La búsqueda de conocimiento y el intento de entendimiento de la naturaleza (es decir, de todo) representan unas de las características intrínsecas del ser humano. Buscar y explorar es parte de la misma naturaleza, quien a través de nosotros, es decir, a través de sí misma, se auto-explora e investiga. Y luego resulta también que desde que hacemos ciencia nos hemos dado cuenta de que esas búsquedas casi siempre resultan en ideas y conocimientos que luego pueden ser aplicados en otras áreas y en particular en cuestiones de absoluta practicidad. Ejemplos concretos de ello, relacionados precisamente con los aceleradores, colisionadores y detectores son: el internet – inventado en el CERN – el tratamiento de cáncer con aceleradores de hadrones, el desarrollo de técnicas de imagen en 3D para explorar el cuerpo humano, y un largo etcétera.

accelerator2Una de las cosas interesantes de la forma en que ésto funciona es que, al contrario de lo que podríamos imaginar, las fases iniciales de desarrollo y planeación de este tipo de proyectos de investigación no contemplan la resolución de los problemas prácticos que eventualmente terminan resolviendo. Es decir, cuando se planeaba la construcción del LHC, por ejemplo, no se pensaba en cómo diseñarlo para que pudiera resolver el problema de matar tumores cancerígenos en el interior del cerebro humano. Resulta que la tecnología desarrollada para llevar a cabo el programa de exploración científica del LHC puede ser utilizada y aplicada a otras cosas que conforme avanza el tiempo van surgiendo: ¡es en realidad maravilloso! Y bueno, si no era eso lo que se buscaba, entonces ¿qué se buscaba? ¿A poco lo construyeron solo para buscar el Higgs?

No. El Higgs fue uno de los muchos motivos. Buscamos y esperamos muchas otras cosas que den pistas sobre aspectos muy profundos de la naturaleza. El Higgs ha permitido verificar que la idea que teníamos sobre cómo se genera la masa es correcta, sin embargo quedan aún muchas preguntas y misterios sin resolver sobre ese problema. Por ejemplo, sabemos que existen 12 partículas que conforman la materia que nos conforma a nosotros y todo lo visible en el universo. Una de ellas, quizás la más familiar es el electrón. Otra de ellas, de las últimas en ser descubiertas (1994) es una partícula con el nombre poco amigable de quark top. Al descubrir el Higgs hemos entendido cómo es que las partículas adquieren su masa – por ejemplo estas dos partículas – sin embargo la masa del electrón es una millonésima del tamaño de la masa del top y no tenemos ni idea del porqué (bueno, si tenemos ideas, pero aún no sabemos).

escherOtro problema muy interesante es el de la materia oscura: Existe materia en el universo que no interacciona con la luz y que por lo tanto no la podemos ver. La enorme capacidad lírica de los físicos hace que entonces le llamemos materia oscura. Esta materia interacciona gravitacionalmente y es probable, aunque todavía no sabemos, que interaccione también a través de la llamada fuerza nuclear débil. No sabemos de qué está hecha. Sabemos que no está hecha de las 12 partículas conocidas, pero eso es todo. ¿Ideas? Un montón, pero aún no sabemos cuál – si es que alguna – es la correcta. Otro problema cotorrón: el Big Bang es la teoría que nos describe el origen y evolución del universo. Uno de los descubrimientos más impactantes hecho por los seres humanos es que el universo se está expandiendo: cada vez es más grande – o si prefieren – cada vez fue más pequeño. Hubo un momento en que era tan pequeño que la densidad de energía (cantidad de energía contenida por unidad de volumen) y la temperatura eran inmensamente altas, con valores que nunca hemos experimentado aquí en la Tierra (hasta ahora con el LHC). Al no haber experimentado con esos valores, no podemos estar seguros de que nuestra teoría sea válida en esa etapa de la evolución. De hecho sabemos que a esas escalas de tiempo y tamaño de nuestro universo tenemos que mejorar nuestras teorías, ya que en este momento aún no sabemos cómo reconciliar la interacción gravitacional con las otras interacciones (electromagnética, nuclear débil y fuerte) a nivel cuántico.

fluxUna de las ideas más recientes – relacionada con el problema precisamente de entender a nivel microscópico a la gravedad – contempla la posibilidad de que existan más de las 4 dimensiones que hemos verificado. Obviamente si hay una teoría o modelo que sugiera la existencia de más de 4 dimensiones, la pregunta más interesante es: ¿Cómo lo verifico? ¿Cómo puedo verlas? ¿Cómo son?

El LHC tiene el potencial de explorar y descubrir aspectos de la naturaleza que quizás den pistas y/o confirmaciones sobre las ideas que hemos generado para tratar de dar solución a este tipo de problemas. Muy probablemente también (o más bien) nos enseñe que nuestras ideas y especulaciones actuales son cortas y que existen más fenómenos de los que nos hemos podido imaginar.

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Escrito por fefino

Higgs

marzo 28, 2013
Partículas elementales al 2013

Partículas elementales al 2013

En los últimos cien años hemos descubierto que todo lo que podemos observar en el universo está hecho a base de únicamente doce partículas fundamentales: leptones (electrón, muón, tau, neutrino electrón, neutrino muón y neutrino tau) y quarks (up, down, charm, strange, top y bottom). La forma en que estas partículas se agrupan e interaccionan entre sí está regida por las fuerzas que existen en la naturaleza y sabemos de al menos cuatro: gravitacional, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil. En el mundo microscópico solo las últimas tres son relevantes ya que la gravedad es extremadamente débil como para jugar un rol. Cada una de ellas se manifiesta a través de la existencia de otras partículas que son llamadas mediadoras de las interacciones y que llamamos fotón (asociado a la interacción electromagnética), las partículas Z, W+ y W- (asociadas a la interacción nuclear débil) y 8 partículas llamadas gluones (asociadas a la interacción nuclear fuerte).

La existencia de todas estas partículas ha sido verificada en múltiples experimentos realizados en varios aceleradores alrededor del mundo durante los últimos 100 años. La última de estas partículas en ser producida y detectada en un experimento fue el neutrino tau, cuya existencia fue confirmada hace poco más de 10 años.

Estas partículas son los componentes básicos del universo visible. Para entender cómo es que se pueden producir y cómo pueden formar todo lo que observamos, fue necesario diseñar un marco matemático basado en las leyes físicas que gobiernan las interacciones entre ellas. En otras palabras, tuvimos que construir la teoría a través de la cual se pudiera entender lo que sucede. En física la palabra teoría se refiere a la serie de leyes y relaciones matemáticas que describen, de manera verificable, los diferentes fenómenos naturales. A diferencia de otras disciplinas del conocimiento, en la física las teorías no son cuestiones de opinión ni discurso. Las teorías, para ser consideradas válidas, tienen que explicar los observado y hacer predicciones específicas de nuevos fenómenos que permitan invalidarlas si éstos no ocurren. Una característica de las teorías es que siempre son incompletas y su rango de validez es limitado. Siempre están en crecimiento y mejora. Muchas de ellas están basadas en modelos que comienzan simplificando la naturaleza y poco a poco se van complicando y/o perfeccionando. En otras palabras, las teorías verificadas y válidas representan el conglomerado de conocimiento científico hasta el momento.

Sheldon Glashow with Abdus Salam and Steven Weinberg

Sheldon Glashow con Abdus Salam y Steven Weinberg en la ceremonia del Nobel.

La teoría que describe todo lo relacionado con las partículas fundamentales se conoce como el Modelo Estándar (ME) y está basado en la conjugación armónica de los dos grandes desarrollos científicos del siglo pasado: la mecánica cuántica y la relatividad especial. El ME fue construido el siglo pasado por varias personas entre las que destacan de manera importante los físicos Steven Weinberg, Sheldon Glashow y Abdus Salam. El ME es extremadamente exitoso y describe con una precisión increíble todas las observaciones realizadas en todos los experimentos. Es el modelo más preciso y de mayor alcance jamás hecho por el ser humano.

Bueno, eso lo sabemos hoy, después de décadas de experimentos minuciosos que así lo atestiguan. Sin embargo, cuando fue propuesto por primera vez, hace alrededor de 40 años, tenía un pequeño problema. El ME predecía que ninguna partícula fundamental debería tener masa, mientras que los experimentos mostraban que muchas de las partículas tenían (tienen) masa. No era un problema sencillo ya que significaba que el ME, aunque atractivo, en realidad no servía. De hecho muchos científicos no lo tomaron en cuenta al inicio precisamente por esa predicción descabellada e incorrecta. ¡Obviamente estaba mal!

Peter Higgs (1954)

Peter Higgs (1954)

Cuando un modelo es incorrecto existen dos posibles caminos: desecharlo y crear otro, o hacer modificaciones y ver si se puede corregir. Cuál camino se sigue depende de muchos factores. Puede ser que a alguien se le ocurra generar ideas completamente nuevas, lo cual es siempre difícil aunque ocurre con frecuencia, o puede ser que alguien vea una posible modificación que resuelva el problema sin tener que cambiar todo. Es como si se nos rompe un pantalón; si el agujero no es muy grande, es posible que en lugar de tener que comprar otro, podamos colocar un parche. Por otro lado, si el agujero es enorme, o si se sigue rompiendo en varias partes hasta que tengamos mas parches que pantalón, entonces será evidente que la solución será buscar un pantalón nuevo. En el caso del ME lo que sucedió fue que Peter Higgs , un físico británico, encontró un parche que corrige el problema de la masa en el ME. Higgs sugirió la existencia de otra partícula que de existir, implicaría la existencia de masa para las partículas fundamentales. La solución era lo suficientemente atractiva y encajaba lo suficientemente bien con el ME que la mayoría de los científicos involucrados la tomaron en serio, además de que el pantalón estaba muy bonito y era difícil desecharlo.

Pero recordemos que en la física es necesario que las ideas sean verificadas. La solución del problema, llamada mecanismo de Higgs, implicaba la existencia de una partícula y debería ser observada en algún experimento. Se le empezó a buscar con ahínco inmediatamente. No se le encontró en los primeros intentos. Ni en los segundos. Ni en los terceros. Tuvieron que pasar casi 40 años para encontrarla.

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Escrito por fefino

Matthias

septiembre 12, 2012

Hace 6 años, Matthias Neubert (Mainz University) visitó Colima para participar en el workshop del Dual CP Institute of High Energy Physics (nuestro instituto de física de partículas DCPIHEP) como lecturer. Lo invité porque cuando estudiante de doctorado, tuve la oportunidad de asistir a algunas de sus exposiciones y me encantaron. Ahora, después de ese tiempo, lo volvimos a invitar a que diera unas lectures en la XV School on Particles and Fields que se está celebrando en Puebla. Hoy dio su primera clase y estuvo sensacional. Logró una revisión muy completa y clara de la física del sabor en el modelo estándar. Mañana continua con dos lectures que prometen estar muy buenas.

 

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Escrito por fefino

Colliders….

septiembre 11, 2012

Acaban de terminar las lectures de Lian-Tao Wang sobre colliders: Superb!

Estuvieron tan buenas que pretendo retomarlas llegando a Colima y repasarlas en detalle. Están invitados!

Mañana sigue el programa y luce prometedor. Espero que Javier pronto nos comparta nuevos comentarios sobre la escuela.

A dormir….

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Neutrinos

agosto 21, 2012

En un par de semanas se llevará a cabo la Escuela (XV) de la División de Partículas y Campos de la Sociedad Mexicana de Física en la ciudad de Puebla. La escuela está orientada a estudiantes de doctorado y tiene el propósito de presentar algunos de los temas más relevantes en la actualidad. Aparte de las «lectures», que este año prometen estar muy buenas, habrá una serie de pláticas de revisión sobre diferentes temas. Tengo la fortuna de que me hayan invitado a dar una de estas charlas sobre el tema de la física de los neutrinos.

Me da gusto esta oportunidad por varias razones. Una de ellas es que los neutrinos me parecen las partículas más intresantes de todas, y por interesante me refiero a que a mi punto de vista son las partículas que más nos han hecho equivocarnos con la intuición. Desde su postulación en los década de los 30’s del siglo pasado, hasta hoy, los neutrinos siempre han estado involucrados en los avances de la física de partículas y siempre sorprendiendo. Para empezar, cuando se propusieron, nadie pensaba que pudieran observarse, es decir, detectarse y confirmar su existencia. La teoría sugería, por necesidad, que estas partículas atravesarían, en promedio, una barrera de plomo del ancho del sistema solar ¡sin interaccionar (y por lo tanto sin ser detectada)! Ésto desde luego no detuvo el ingenio ni la perseverancia de muchas personas que eventualmente lograron su detección.

Existen en la actualidad una docena de laboratorios en el mundo diseñados exclusivamente para el estudio de las propiedades de los neutrinos. En los últimos 10 años hemos sido capaces de obtener más información sobre esas partículas y – casi siempre – con un resultado que la mayoría no pensaba. Recuerdo por ejemplo cuando estaba trabajando en mi doctorado, aún no se sabía si los neutrinos tenían masa. Si la tenían, los neutrinos estaban forzados a participar en un fenómeno que se conoce como oscilación, y de hecho, lo que se buscaba era precisamente esas oscilaciones, que de confirmarse, implicarían que los neutrinos son masivos. Así pués, en esa época, los experimentos buscaban esas oscilaciones y existían dos regiones posibles (es decir,  no descartadas) en las que la oscilación podía existir, solo había que buscarlas ahí. De esas dos regiones había una que implicaba que los neutrinos oscilaban de manera muy parecida a los quarks, y otra en la que las oscilaciones eran muy distintas. Recuerdo que la mayoría esperábamos que finalmente, cuando se lograra hacer los experimentos, el resultado sería el de la región similar a los quarks. ¿porqué? Pues por pendejos, es decir, por la misma razón que alguna vez pensamos que la Tierra era el centro del sistema solar, y luego que no, que el Sol, y luego que no, etc.

Y pos no. Resultó, a la «sorpresa» de todos, que los neutrinos oscilan con propiedades distintas a los quarks. Y eso fue bueno.

Actualmente sabemos algunas cosas sobre los neutrinos pero desconocemos aún más. Por ejemplo: sabemos que son masivos (existen tres neutrinos distintos, en realidad sabemos con certeza que al menos dos son masivos) pero no sabemos cuánta masa tiene cada uno. Los neutrinos son fermiones, es decir, partículas con spin 1/2,. Pero no sabemos si son como todos los otros fermiones que conocemos (electrón, muón, tau, los quarks) que son de spin 1/2 y que tienen cada uno de ellos una antipartícula (y que les llamamos fermiones de Dirac, en honor a Dirac), o si los neutrinos son su propia antipartícula (a lo que llamamos fermion de Majorana, obviamente en honor a Majorana). Los neutrinos son las partículas (detectadas 😉 ) más abundantes en el universo, y sin embargo, su rol cosmológico tiene aún varios misterios e incógnitas. Por ejemplo, alunos resultados recientes indican que la participación de los neutrinos en la formación de la estructura (galaxias y cúmulos de galaxias) implica la existencia de cuatro, no de tres, neutrinos. Esto está en tensión con los resultados obtenidos en aceleradores (que requieren de tres) a menos que exista otro neutrino llamada «estéril» que no interaccione con prácticamente nada de lo que conocemos (no, por favor no vayan a pensar que se trata de un fantasma o de ángeles, no.). Existen teorías que postulan la existencia de bichos así y que además, porque así debe ser, hacen predicciones sobre fenómenos que sucederían si dichas bestias existieran. Y se les anda buscando.

En fin, que de ésto (y aquello) hablaré en Puebla y ya les contaré cómo me fue.

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Escrito por fefino

… y regresamos al aire

agosto 11, 2012

Después de una larga ausencia, en la que han sucedido cosas interesantes en el mundo de la ciencia, he podido (quizás) regresar. Espero poder reactivar este espacio con la esperanza de que se unan lectores y comentaristas.

Han sido dos las noticias científicas de mayor trascendencia en los últimos meses. Se trata desde luego del anuncio del CERN del descubrimiento de una nueva partícula consistente con el Higgs, y por otro lado, el reciente amartizaje de la sonda espacial Curiosity. Ambos eventos han generado noticia e interés en varios sectores y ambos eventos representan logros de la creatividad e ingenuidad de los humanos.

Sobre el resultado asociado al Higgs es relevante comentar que efectivamente se trata de uno de esos desubrimientos y avances que dejarán huella y del que se hablará durante mucho tiempo después de que existamos (los que vivimos en este momento). Es un resultado que reafirma, confirma y da consistencia a una serie de ideas y descubrimientos que repecuten a nivel muy profundo en el entendimiento del universo. Es un descubrimiento que marca época y del que hablarán los humanos mientras existan. Estoy planeando dar una serie de conferencias públicas sobre este resultado, ojalá les toque acompañarme en alguna. En cuanto tenga infomación precisa al respecto la publicaré aquí.

En el caso del curiosity se trata también de un evento significativo que retoma y mejora los primeros pasos de la exploración espacial en el sistema solar. Es un paso decisivo y firme en el camino de la exploración humana que en un futuro, si persiste, seguirá explorando y eventulamente llegará a salir de este planeta. Un planeta finito, pequeño, común y nada especial, es decir, un planeta más, como los demás. Hay quienes pueden sentir que estas palabras sugieren desprecio o indiferencia hacia «nuestro» planeta, y si, si insisten pueden intepretarlo así. Sin embargo, calificativos como desprecio o indiferencia, o cariño, o respeto, o etcétera, no me parecen aplicables. Es como decir que México es muy especial. Lo diría simplemente porque vivo aquí. Nací aquí, crecí aquí, y por lo general se tiende a pensar en que donde uno nace, crece, aprende, etc. es lo mejor, o si no, es muy bonito, o si no, lo quiero mucho, etc. Pero no, no es así. México es igual de común que cualquier otro lugar. Yo nací (y todos ustedes) en este planeta. Eso pudiera hacerme sentir un «cariño» especial hacia el planeta. Pero en realidad, este planeta se formó (y por lo tanto yo también) del mismo material del que se formaron los otros planetas de este sistema solar (al que seguramente debemos considerar como «bonito» y «especial» al compararlo con otros sitemas planetarios 😉 ) que a su vez fue material sobrante del que se utilizó cuando se formó nuestra estrella el sol (que desde luego habrá quienes piensen que es la estrella más linda de todas las estrellas). Ese sol, que nos llena de vida y de esperanza, y que es básicamente una planta termonuclear, en realidad se formó de material que resultó de las explosiones de estrellas más viejas. Como pueden ver, somos, incluido nuestro «maravilloso» planeta, extraordinariamente ordinarios, y eso es sensacional (y sensacional es un adjetivo mío, subjetivo y carente de significado, pero lo digo porque quiero). Es sensasional que material generado en los interiores de las estrellas y desparramado por el universo debido a enormes explosiones, luego se haya convertido en seres humanos que luego hayan entendido lo suficiente como para inventar televisores y hacer que la mayoría de ellos ya no hagan nada mas que ver esos televisores. Es magnífico!

Como diría Sagan (en mis palabras porque no me acuerdo la frase textual): es muy impresionante lo que el hidrógeno (el átomo más simple y abundante en el universo) puede hacer cuando le dan unos cuantos miles de millones de años: puede llegar a preguntarse, y quizás entender, su propio origen!

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Olindo Corradini en Colima

febrero 21, 2012

Olindo es un investigador de la Universidad Autónoma de Chiapas con quien estamos trabajando en algunos proyectos y vino a trabajar por unos días con nuestro grupo. Aprovechó también para dar un seminario y tomar algo de tequila.

Hemos estado trabajando, junto con Carlos Alvarado, en un proyecto que involucra el estudio de las masas de las partículas en el escenario de dimensiones extras de Randall-Sundrum. Existen algunas posibilidades interesantes que están siendo exploradas y que en un futuro comentaré por aquí.

La idea básica del problema al que nos enfrentamos es la siguiente: en el Modelo Estándar (ME) de las partículas elementales – la teoría más completa y confirmada en la historia de la ciencia – se describen las interacciones de todas las partículas de materia conocidas y se describen MUY bien (son 12: 6 leptones y 6 quarks. Entre los leptones está el famoso electrón. Los quarks son las partículas que forman a los protones y neutrones). Sin embargo, todas estas partículas tienen ciertas propiedades físicas, como su masa por ejemplo, que no son explicadas por el ME. Es decir, dentro del marco teórico sobre el cual está formulado el ME, no existe la posibilidad de explicar las diferentes masas de las partículas. Existe una idea (el llamado mecanismo de Higgs) de cómo se origina la masa en general, pero aún confirmando esta idea (que esperamos se confirme muy pronto en el LHC), no sabríamos por ejemplo porqué la masa del electrón es aproximadamente una millonésima parte de la masa del quark top (el más pesado). Ésto no quiere decir que el ME sea erróneo (estaría equivocado y por lo tanto desechado si predijera valores incorrectos para las masas, pero simplemente no puede predecirlos – predice MUCHAS otras cosas, confirmadas todas), simplemente quiere decir que está incompleto.

Ésto es bueno. Es bueno porque nos permite buscar completarlo – ¡tenemos chamba!

Nuestro trabajo con Olindo consiste entonces, entre otras cosas, de buscar la manera de implementar algunas ideas y escenarios adicionales al ME, para tratar de explicar o echar un poco de luz a este problema.

Olindo y los niños       En plena acción  ¡Trabajando duro!

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Novedades desde el DCPIHEP 12

enero 11, 2012

Hemos tenido ya varias charlas y el curso de Antonio va muy bien. Se ha descrito con detalle la situación del Higgs en el modelo estándar y estamos empezando a ver que pasa con las extensiones más populares.

Llevamos pocos días pero ya tenemos algunas frases interesantes que aquí comparto:

Antonio: Las vírgenes, la mujeres que vuelan y los neutrinos superlumínicos, pertenecen a la misma clase de equivalencia.

Héctor: Un orbifold es como un tortilla doblada por la mitad y pegada con huevos.

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Escrito por fefino

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