El Tamiz

Ignora lo accesorio, atesora lo esencial

Esas maravillosas partículas - Los bosones X e Y

El artículo de hoy de la serie Esas maravillosas partículas es el primero en abandonar el Modelo Estándar de partículas subatómicas. Como recordarás si has seguido la serie, el bosón de Higgs aún no ha sido detectado, pero incluso esa elusiva partícula está dentro del Modelo. En la entrega de hoy vamos más allá.

¿Por qué ir más allá del Modelo Estándar, si funciona tan bien y ha predicho tantas partículas observadas? Existen varias razones para hacerlo, pero de lo que pocos dudan es de que el Modelo Estándar es sólo una parte de una teoría más completa que aún está por llegar. Entraremos en eso dentro de un momento. Sin embargo, la cuestión es que una gran parte de las teorías que pretenden ir más allá del Modelo Estándar tienen algo en común: predicen, al contrario que este modelo, que el protón no es una partícula estable.

De acuerdo con muchas de esas teorías, la desintegración de un protón requiere la existencia de bosones nuevos, que no existen en el Modelo Estándar (y que, desde luego, no han sido observados). El artículo de hoy nos llevará desde los primeros tientos para ir más allá del Modelo hasta la propia desintegración del protón y los bosones X e Y.

La primera razón por la que es muy posible que el Modelo Estándar no sea la “teoría última” en física de partículas es la propia naturaleza de cualquier modelo teórico: observamos el mundo a nuestro alrededor, creamos teorías que tratan de explicar lo que vemos y predecir cosas que no podríamos sin esas teorías y, finalmente, tratamos de observar lo que la teoría predice. De modo que un modelo depende mucho de lo que somos capaces de ver cuando lo creamos.

Aunque actualmente estamos trabajando en aceleradores de partículas más poderosos que cualquier cosa que hayamos construido hasta ahora, como el LHC, y hay planes para construir detectores más sensibles que lo que hubiéramos podido imaginar, como el Hyper-Kamiokandé, nuestras teorías actuales han sido creadas a partir de lo que hemos podido ver hasta ahora: las partículas provenientes de los rayos cósmicos (y sus desintegraciones en la atmósfera) y fuentes estelares, y las partículas que existen en la materia que observamos y podemos crear en aceleradores. Pero todo esto tiene un límite de energías.

Por ejemplo, el acelerador de partículas más potente del que disponemos ahora mismo es el Tevatrón del Fermilab, capaz de acelerar protones hasta una energía de 1 TeV (un billón de electronvoltios). Esto quiere decir que cualquier fenómeno que aparezca, por ejemplo, cuando la energía de las partículas es de 100 Tev, es algo desconocido para nosotros. No sólo probablemente no lo hemos tenido en cuenta al crear nuestras teorías actuales: sería imposible comprobar si esas teorías lo predicen correctamente o no, porque no podemos observarlo.

LHC superpuesto con la superficie.

El LHC será capaz de acelerar protones y antiprotones hasta unos 7 TeV, y se cree que a esas energías podremos llegar a detectar el bosón de Higgs, pero aún no sabemos qué sucederá a energías mayores. Por ejemplo, varias teorías predicen que para energías enormes (casi un billón de TeV) las fuerzas débil, electromagnética y fuerte se combinan para formar un único campo (algo que no predice el Modelo Estándar). E incluso muchas de esas teorías no tienen idea de qué puede sucederle a la fuerza gravitatoria a esas energías.

Pero si el LHC acelera partículas a energías inconcebibles para nosotros, y estos nuevos fenómenos se producirían a energías casi un billón de veces superiores, ¿por qué preocuparnos de ello? ¿No es algo tan lejano a lo que existe en el Universo que no tiene importancia?

En absoluto. Si queremos entender realmente cómo es el Universo, tiene toda la importancia del mundo.

La cuestión es que esas energías son gigantescas ahora, pero no lo fueron muy cerca del Big Bang: y todo lo que vemos ahora proviene de lo que sucedió entonces. De modo que muchas de las explicaciones sobre por qué las cosas son como son ahora requieren entender cómo fueron las cosas cuando la propia naturaleza de las interacciones fundamentales era totalmente distinta de la que es ahora.

Además, el Modelo Estándar no explica (ni trata de hacerlo, pues es hijo de la cromodinámica cuántica y la teoría electrodébil, que se restringen a las fuerzas débil, electromagnética y fuerte) la gravedad. Es decir, somos plenamente conscientes de que no tenemos una teoría cuántica de la gravedad, y de que las formulaciones actuales de ambas teorías no encajan matemáticamente, de modo que nadie duda de que nos falta mucho por hacer – y para hacerlo hace falta ir más allá del Modelo Estándar.

No sólo esto: existen cosas que sí hemos observado ya y que son difíciles de explicar mediante el Modelo Estándar. Una de ellas es la abundancia de materia respecto a la antimateria en el Universo. Sí, hay algo de antimateria, pero muy, muy poca. De acuerdo con el Modelo Estándar, una de las leyes de conservación en el Universo es la del número bariónico, que es igual al número de quarks menos el número de antiquarks, dividido por tres:

Número bariónico

Al dividir por tres, el número bariónico del protón es B = 1, mientras que el del antiprotón es -1. De este modo, es posible hacer chocar un protón con un antiprotón (B total = 1 - 1 = 0) y obtener partículas con B = 0, como electrones o fotones. Pero un solo protón, al tener B = 1, nunca podrá desintegrarse en “cosas que no sean bariones”, pues B tiene que seguir siendo 1. Dicho en términos más simples: un barión no puede convertirse únicamente en cosas que no son bariones ni al revés.

De modo que si hubo un tiempo en el que no había bariones, es lógico pensar que en el Universo en total, si sumamos todos los números bariónicos deberíamos obtener un 0 como una catedral. Por ejemplo, si hay una barbaridad de protones, debe haber una barbaridad exactamente igual de antiprotones, para que B total = 0. Pero esto no es así ni en broma.

De hecho, apenas hay antimateria en el Universo comparada con la materia –salvo que, por supuesto, no hayamos podido detectarla por alguna razón–. Por cierto, esto no requiere que en el instante inicial hubiera muchos protones y muy pocos antiprotones, con un poquito de desequilibrio basta: si los pares protón-antiprotón generados se aniquilasen al principio, el pequeño exceso de materia “normal” que quedaría podría haberse convertido en toda la materia que vemos hoy en día.

Sólo hace falta que existieran 10.000.000.001 protones por cada 10.000.000.000 antiprotones para que la relación materia/antimateria/radiación que observamos hoy sea como es. Pero 10.000.000.001 ≠ 10.000.000.000, y las leyes de conservación en física no son “más o menos”.

Esta asimetría inicial entre materia y antimateria, que posiblemente produjo los bariones que vemos hoy (y que haya tan pocos antibariones) se denomina bariogénesis, y es muy difícil de explicar si se acepta la conservación del número bariónico. Es decir, hay dos opciones:

  • El número inicial de bariones y antibariones no era el mismo en el origen del Universo. B ≠ 0 desde el principio.

  • El número bariónico no se conserva. B = 0 al principio, pero ahora B ≠ 0.

Lo mismo sucede con el número leptónico L, que se define de manera parecida a B, como la resta del número de leptones menos el número de antileptones:

Número leptónico

Así, un fotón (L = 0) puede dar lugar a un par electrón/positrón (L = 1 y L = -1, luego L total = 1 - 1 = 0). Pero, una vez más, si L = 0 en el Big Bang, ¿por qué hay tantos electrones y tan pocos positrones? Y si L ≠ 0 en el Big Bang, ¿por qué no se conserva L desde antes del Big Bang, cuando no había leptones ni antileptones?

Existen muchas posibles explicaciones de la bariogénesis/leptogénesis, unas más esotéricas que otras. Algunas de las más sólidas son las que he mencionado antes, las que predicen una unificación de las fuerzas electromagnética-débil-fuerte para altas energías. Estas teorías suelen denominarse Teorías de Gran Unificación, TGUs o GUTs (en inglés). Algunas de las TGUs más populares son el Modelo de Georgi-Glashow, el de Pati-Salam, la Teoría de Heim, el modelo 331, la Trinificación (sí, sí, menudo nombrecito), etc.

En muchas TGUs no se conservan ni B ni L, sino que se conserva un número combinado de los dos: B-L, es decir, la resta de B menos L. Lo más importante de esto es que, según estas teorías, es posible convertir bariones en leptones y viceversa: un protón (B = 1, L = 0) podría convertirse, por ejemplo, en un pión (B = 0, L = 0) y un positrón (B = 0, L = -1), de modo que al principio B-L = 1, y al final B-L = -(-1) = 1, de modo que se conserva B-L pero no se conservan ni el número bariónico ni el leptónico.

El problema que tienen todas estas teorías es que son dificilísimas de comprobar experimentalmente precisamente por lo que he mencionado al principio sobre el Modelo Estándar: a energías “normales” son indistinguibles experimentalmente de él en prácticamente nada, y aún no hemos llegado a disponer de partículas tan energéticas que muestren si se comportan según alguna de estas teorías o no.

¡Ah! Pero la no conservación de B ni L hace que la mayor parte de estas teorías predigan un hecho experimental comprobable “en el Universo normal” que el Modelo Estándar prohibe terminantemente: la desintegración del protón.

En efecto, según muchas de las TGUs el protón no es una partícula estable. Como recordarás de la entrada sobre el neutrón, el Modelo Estándar le da una vida media de unos minutos cuando es libre, pero dentro del átomo es estable. Sin embargo, el protón es estable de ambas formas. Bien, según estas TGUs ninguno de esos dos bariones es estable de ninguna manera: el neutrón libre tiene, como en el Modelo Estándar, una vida media de unos minutos, pero tanto el protón libre como el que está en un átomo como el neutrón en el átomo, al cabo del tiempo, se desintegran.

¿Por qué no vemos entonces los protones y neutrones de los átomos a nuestro alrededor desintegrándose? ¡Fueron creados hace unos catorce mil millones de años! Han tenido tiempo de sobra para haber desaparecido ya, convertidos por ejemplo en piones y positrones, ¿no?

Pues no. Ninguna de esas teorías predice una vida media para el protón de unos minutos, ni de unas horas, ni de unos años, ni siquiera de unos cuantos millones de años. Aunque el número concreto varía, se trata de vidas medias de unos 1036 años. Y se estima que el Universo lleva existiendo “tan sólo” unos 1,4·1010 años. Según estas teorías, un protón podría existir sin desintegrarse desde el Big Bang hasta hoy, volver a hacerlo de nuevo, y de nuevo, y de nuevo, viviendo toda la vida del Universo una y otra vez… y así 1027 veces antes de desintegrarse. Es apabullante.

Dicho de otra manera, es posible que todos los protones y neutrones sean inestables pero que aún no les haya dado tiempo a desintegrarse. Suena raro, pero así es: y, una vez más, hace difícil comprobar si esas teorías son ciertas, salvo que nos sentemos mirando a un protón durante 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 años. Los físicos tienen paciencia, pero no tanta.

Las buenas noticias son que 1036 años es la vida media. Siempre existe la posibilidad de que un protón se desintegre a los diez minutos de existir, aunque es una probabilidad casi nula. Y la cosa mejora si no miramos un protón, sino dos: entonces la probabilidad de que uno se desintegre al cabo de cierto tiempo es el doble que si sólo miramos uno. Si son diez protones, la probabilidad es diez veces mayor, etc.

De modo que los científicos han hecho justo eso: observar cantidades ingentes de protones durante mucho tiempo. De ese modo se aumenta la probabilidad de que alguno de ellos se desintegre mientras lo miramos y comprobemos si esas teorías son ciertas o no. El mayor intento de este tipo es el detector de partículas Super-Kamiokandé, del que hemos hablado con anterioridad. El Super-Kamiokandé no ha observado una sola desintegración de un protón, y de hecho ahora mismo ni siquiera se utiliza para eso, sino para estudiar neutrinos, pero eso no quiere decir que los protones no se desintegren.

¿Cómo ver a un protón desintegrarse? Mirando muchos protones durante mucho tiempo.

El Super-Kamiokandé, con su enorme piscina de agua (que los físicos que lo utilizan ven como “piscina de tropecientos protones”) habría detectado la desintegración de los protones a partir de la radiación de Cherenkov: tiene una multitud de fotodetectores que hubieran determinado la intensidad y la dirección de la radiación de Cherenkov producida por las partículas muy energéticas en las que se hubiera desintegrado el protón, y a partir de las medidas de esos fotodetectores se hubiera podido confirmar la desintegración incluso de un único protón.

Cada uno de los fotodetectores del Super-Kamiokandé es como un ojo de una extraordinaria sensibilidad, observando sin descanso el agua de la gigantesca piscina durante años, esperando el leve destello de la radiación de Cherenkov producida por la desintegración de algún protón. Observando año tras año, sin que ese destello se produzca.

El hecho de que no se haya detectado ninguno establece un límite inferior para la vida media del protón de 1035 años. Es decir, ni confirma ni elimina las TGUs que predicen 1036 años. Hace falta un detector con más protones (es decir, más agua) y mejores fotodetectores para ir más allá: si logramos, por ejemplo, fijar el mínimo de vida media en 1040 años, la mayor parte de las TGUs actuales se van al garete, mientras que si se detecta la desintegración de un protón, el Modelo Estándar queda obsoleto y la cosa se pone realmente interesante.

Existen planes para construir un detector diez veces mayor que el Super-Kamiokandé, el Hyper-Kamiokandé. Si finalmente se construye, esperamos que pueda hacer que nos decantemos por una u otra opción respecto a la bariogénesis.

De confirmarse la desintegración del protón y estas TGUs, harían falta nuevas partículas en nuestros modelos: hasta ahora, las únicas dos maneras en las que un leptón (por ejemplo, un electrón) y un barión (por ejemplo, un protón) podían interaccionar era mediante la gravitación (que no aparece en el Modelo Estándar) o mediante la fuerza electromagnética. Cuando un barión se desintegraba, como en el caso de un neutrón libre, lo hacía –entre otras cosas– en otros bariones, y las partículas intermediarias eran las responsables de la interacción débil, los bosones W y Z.

Pero si un protón o un neutrón pueden desintegrarse en cosas que no son bariones –como predicen estas TGUshacen falta partículas nuevas que intermedien en la desintegración de bariones en leptones, en vez de bariones en bariones: algo así como los “bosones W y Z” pero de un nuevo tipo de interacción fuera del Modelo Estándar. Estos nuevos bosones son los bosones X e Y. ¿Quién ha dicho que los físicos siempre son originales nombrando cosas?

Estas partículas, desde luego, son hipotéticas. Su existencia depende básicamente de si el protón se desintegra o no. Y algunas de sus propiedades dependen de la vida media del protón; bueno, mejor dicho, la vida media del protón puede ser deducida en parte de las propiedades de los bosones X e Y, de modo que si medimos esa vida media podemos inferir algunas de ellas.

De lo que no cabe duda es de que, de existir, son partículas de una masa gigantesca (más o menos un trillón de veces la masa del electrón), muy inestables y de un alcance minúsculo. Si no fuera así, las veríamos y los protones se desintegrarían a un ritmo que podríamos detectar sin ningún problema. Pero, de existir, permitirían que el Universo que vemos tenga tanta materia y tan poca antimateria – lo cual supone, por ejemplo, que existamos nosotros, pues si hubiera un equilibrio absoluto entre ambas, el Universo sería probablemente sólo radiación y no habría átomos ni, evidentemente, nadie que escribiese ni leyese este artículo.

Vamos, que de ser las TGUs ciertas, si los bosones X e Y no existieran no estarías ahí leyendo esto, pues la materia y la antimateria se habrían aniquilado mutuamente hace mucho tiempo. Pero si los bosones X e Y fueran menos pesados de lo que son, los protones y neutrones se habrían desintegrado hace mucho tiempo y tampoco estarías aquí.

Es decir, que es posible que la razón de que estés leyendo esto ahora mismo sea la existencia de los bosones X e Y con las propiedades que tienen. Irónicamente, de existir suponen que, inevitablemente, todos y cada uno de los protones y neutrones del Universo mueran algún día. De una manera o de otra, existimos en un lugar y un momento efímeros y afortunados en el Universo. Visto así, el Principio Antrópico no parece ninguna tontería.

En la próxima entrega de la serie, la materia oscura.

Ciencia, Esas maravillosas partículas, Física

48 comentarios

De: Kent Mentolado
2008-03-03 18:34:32

Buen artículo, aunque creo que algo denso. Tendré que releermelo un par de veces para asimilarlo bien :) Eso sí, se te ha colado una errata: Donde pone "El número bariónico no se conserva...", se te ha olvidado el ; final de la entidad &ne.

Por cierto, en teoria, al ser una página en UTF-8, no necesitas poner entidades para estos símbolos, de hecho creo que no están ni en el estándar. Pero esto es más una divagación personal que otra cosa :)


De: Eugenio Manuel
2008-03-03 19:01:03

Pues sí, un buen artículo. A pesar de las distintas hipótesis, sigue siendo un misterio la "cojera" de la materia-antimateria. Yo me quedo con aquella en la que la "sopa inicial" no se comportaba del mismo modo que lo hacen sus derivados. Es decir, se nos escapa alguna ley física debido a que no somos capaces de reconstruir esas energías.

Por cierto, cuidaré mis protones y neutrones, que les gusta intercambiarse de estado. No vaya a ser que se me mueran por el camino.


De: Pedro
2008-03-03 19:15:38

Kent,

Gracias, acabo de corregirlo. No tengo ni idea de entidades ni nada parecido, pero si tú lo dices, a partir de ahora casco los "distintos de" a pelo y punto :)

Mmm...no me importa que el artículo sea denso (al fin y al cabo, no publico todos los días precisamente para escribir cosas con sustancia), pero ¿se hace pesado? ¿O simplemente es denso en el sentido de que tiene demasiada información para asimilarlo de una pasada? ¿Hubiera sido mejor ir un poco más "light"?


De: Eugenio Manuel
2008-03-03 19:23:16

Pedro, te voy a dar mi opinión a las preguntas que lanzas. Yo lo he pillado, con algo de pausa, siendo físico y habiendo estudiado partículas en quinto de carrera. Si lo que quieres es llegar al gran público, puede que sea denso respecto a la materia tratada, sería mejor dar dos entregas o algo así. Ahora, si lo que quieres es llegar a lectores con cierta formación, no está mal.

Un saludo.


De: Pedro
2008-03-03 19:33:31

Eugenio,

Mal rollito si hace falta ser físico para pillarlo. Si la opinión de los legos es que es demasiado heavy, reescribo el artículo y tal vez lo parto en dos. Mi objetivo es, desde luego, que no haga falta una formación en física para entenderlo -- para eso ya hay muchos textos técnicos.

Por cierto, ¡gracias por tu opinión! :)


De: Cruzki
2008-03-03 20:44:53

Yo creo que si has seguido la serie de las partículas subatómicas y la has entendido hasta ahora, esta entrada no se hace muy dura (bueno, vale hay un par de párrafos un poco liosos que se pueden mejorar pero se sigue :P ) Ahora también es verdad que yo no soy precisamente un sujeto sin formación física :S


De: meneame.net
2008-03-03 21:35:04

Esas maravillosas partículas: Los bosones X e Y

[c&p] De acuerdo con muchas de esas teorías, la desintegración de un protón requiere la existencia de bosones nuevos, que no existen en el Modelo Estándar (y que, desde luego, no han sido observados). El artículo de hoy nos llevará desde los ...


De: DanielSantos
2008-03-03 21:36:35

A mi no me ha parecido especialmente denso. Es cierto que hay que leerlo con calma pero eso es normal tratándose de este tema.


De: Sablin
2008-03-03 21:46:14

Yo creo que está bastante bien, más o menos lo he entendido leyéndolo un par de veces, y mi formación como físico está en proceso :P De todas formas creo que es muy difícil explicar esto de manera más sencilla... es demasiado complejo. Enhorabuena otra vez!


De: Entic
2008-03-03 22:06:15

Suena interesante, y es comprensible sin caer en falsas síntesis (yo personalmente mato a la física, separándole de la matemática, para poder filosofar con ella) me pregunto si dentro de las partículas que el modelo estándar no contempla entrarán también sus taquiones alocados?

Igual considero que un decaimiento masivo de los protones en algún futuro lejano le den un toque final célebre y glorioso a la que podríamos llamar muerte del Universo.


De: kkab
2008-03-03 22:37:05

Yo que no tengo ni idea de física lo he leído tan fácilmente como un cómic. Eso sí, me he leído toda la serie en 2 días y vengo con la materia "caliente".

Gracias por todos estos artículos, me estoy enganchando a todas las series, kjakjakjkajkaja.


De: Ango
2008-03-03 23:42:11

Hola, precioso artículo. Una cosa, lo de

"¡Fueron creados hace unos quince mil millones de años!"

¿no es realmente 13.700 millones de años según últimas estimaciones?


De: Jiuck
2008-03-04 00:56:43

Claro que no... yo también opino que no es denso... simplemente hay que leerlo con calma (y tampoco soy físico, sólo informático xD).

Excelente artículo. Me gusta el nivel que está cojiendo esta página.


De: Gabriel Mainero
2008-03-04 01:09:19

Escribo c-f , actualmente estoy escribiendo una historia titulada Las lágrimas de la Luna. Mis lecturas de física, etc. me indujeron a utilizar un experimento que, con la noticia que escuché por radio en mi país (Uruguay) tenía muchos puntos de contacto con una supuesta máquina del tiempo que resultaría del experimento de colisionar
protones en el CERN y provocar un agujero de gusano. Por eso quisiera que me remitan investigación en la medida que los experimentos se lleven a cabo, tengo entendido en el mes de mayo 2008.
Gracias.


De: rscosa
2008-03-04 03:33:57

El articulo es excelente. Las matemáticas que aparecen detrás de este articulo me resultan muy agradables e inquietantes a la vez. ¿Por qué debemos suponer que algo se conserva o no? La base de las Teorías que se plantean en base a nuestro planeta y de las energías que podemos generar (sin fastidiar el planea), pero creo que la energía que se necesita para generar el universo debe de ser infinitamente mayor, de ahí que creo que hasta que no tratemos con energías superiores estaremos a oscuras. El hombre es demasiado "curioso" y jugar a Dios nos supone llegar a niveles a los que no estamos preparados. Por cierto, ¿A qué niveles de energía la Teoría estándar es comprobada?

Gracias, de nuevo, enhorabuena


De: Pedro
2008-03-04 06:50:32

Gracias por vuestras opiniones. De modo que es aceptable y no se hace "ladrillo", al menos para la mayor parte de vosotros. Entonces lo dejo como está :)

Ango,

Sí, pero 1.5 es más bonito que 1.37 y la diferencia es tan brutal en las potencias de 10 que da lo mismo ;) Pero ahora lo cambio para que no deje mala impresión, ¡gracias!


De: Guepard
2008-03-04 14:59:13

Muy bien explicado, para mi perfectamente explicado.

Aunque como siempre viene una duda, ¿como saben los científicos que hay mas materia que antimateria? ¿Han explorado todas las galaxias?

¿Quien nos dice a nosotros que las galaxias mas lejanas no están hechas de antimateria? ¿Alguien ha intentado hacer un átomo de un positrón y un antiprotón? Tal vez se pueda, y tal vez estén formando galaxias en el otro lado del universo y creamos que son galaxias normales, o incluso puede que esten demasiado lejos para verlas...


De: Nikolai
2008-03-04 17:40:50

"inevitablemente, todos y cada uno de los protones y neutrones del Universo mueran algún día"

o_O!


De: Pedro
2008-03-04 17:44:33

Guepard,


¿como saben los científicos que hay mas materia que antimateria? ¿Han explorado todas las galaxias?


Una duda muy razonable :)

Un átomo formado por un antiprotón y un positrón sería, salvo que interaccione con uno de materia normal, un átomo perfectamente indistinguible de uno de hidrógeno. De modo que sí es posible tener átomos así.

La cuestión es que la proporción materia/radiación en el Universo coincide perfectamente con lo que se obtiene si supones que casi todo lo que vemos es materia y que la antimateria se desintegró casi toda con una cantidad igual de materia al principio, produciendo radiación. De modo que, salvo que tengamos otra opción mejor, es la hipótesis más sólida que tenemos.

El problema es que es absolutamente imposible saber si una galaxia está hecha de materia o antimateria salvo que interaccione con lo contrario, pero suponer que todas son materia como la nuestra produce resultados de radiación/materia muy buenos.

Pero es una suposición, y no lo sabemos :)


De: Pedro
2008-03-04 17:46:04

Nikolai,


inevitablemente, todos y cada uno de los protones y neutrones del Universo mueran algún día


¿Un poco cursilón? ;)


De: Belerofot
2008-03-04 22:20:34

Buen artículo


De: RyAnG
2008-03-04 23:51:21

Buenas, este es mi primer comentario. Tras bastante tiempo leyéndote, hoy me he animado a registrarme y enviar un comentario.

Lo hago por entrar en la discusión de si éste es un artículo asimilable o un tocho infumable. Hombre, pues ni lo uno ni lo otro. Lo que si puedo decir es que es más complejo que la media.

Para mí está bien, pero, por ejemplo, no le he puesto un cinco (sí, soy el ***** que te baja las medias). Aunque no comente, siempre puntúo los artículos y los cincos generalmente los reservo para los artículos que tratan temas realmente avanzados de una forma que lo entienda un ignorante en la materia. Creo que esa es la mejor seña de identidad de este blog y es lo que debe primar.

De todas formas, esta serie es lo mejor que he leído sobre el tema y te aseguro que he leído unas cuantas cosas. Otra cosa es que me haya enterado de algo hasta ahora... ;-)

Resumiendo, no hay que ser físico pero sí tener algún conocimiento (con entender los artículos anteriores de la serie bastaría). Aun así, es simplísimo comparado con cualquier texto que contenga la palabra "bosón" que se pueda encontrar por ahí, así que no desentona para nada aquí.

Un saludo y ahora que me he animado espero colaborar a menudo.


De: Nikolai
2008-03-05 02:38:28

Pedro,
¿Un poco cursilón? ;)

No, para nada... pero la frase me da pánico.
JAJA
siempre me pasa cuando me pongo a pensar a escala cósmica, por eso sentí afinidad por la cuántica en un principio.


De: Pedro
2008-03-05 11:25:24

RyAnG,


Resumiendo, no hay que ser físico pero sí tener algún conocimiento (con entender los artículos anteriores de la serie bastaría).


Con eso me conformo: parto de la base de que no se leen los artículos avanzados de una serie sin leer los anteriores (en los que se define lo que es un bosón, etc.), de modo que estoy contento.

No siempre se puede sacar un 5/5, qué se le va a hacer. ¡Gracias por valorar los artículos, y me alegro de que te unas al grupo de los "comentadores", espero que frecuentemente! :)


De: Zagduami
2008-06-24 18:22:45

A mi no me ha parecido denso, ni mucho menos tedioso, coincido en que si has leído la serie desde el principio no te debe costra mucho trabajo agarrarle el hilo.

Una pregunta:
¿Por que 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 años y no 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000 años?

¿En que se basan para dar esa estimación?

Ojala y me puedas contestar y muchas gracias por todo!.

Saludos


De: Pedro
2008-06-24 18:26:38

@ Zagduami,


¿En que se basan para dar esa estimación?


Si te refieres a la teórica, no tengo ni idea -- no entiendo ninguna TGU ni de lejos. Si te refieres a la práctica (los límites que van estableciendo los experimentos), cuantos más protones observas durante más tiempo, si no se produce ninguna desintegración (y hasta ahora no se produce ninguna) aumenta la vida media, aunque se trate, naturalmente, de estadísticas, pero son estadísticas con muchísimos protones involucrados.

Algo parecido pasa con la estimación de la sección eficaz de los neutralinos, que puedes leer en la entrada sobre los WIMPS. Espero que esto te resuelva, al menos en parte, la duda :)


De: xx32
2008-07-11 02:28:32

¿Qué tiene que ver el tamaño de los bosones X e Y con la duración de los protones?


De: Xanti
2009-04-08 03:38:34

"Sólo hace falta que existieran 10.000.000.001 protones por cada 10.000.000.000 antiprotones para que la relación materia/antimateria/radiación que observamos hoy sea como es"
DUDA (disculpas si es una pregunta tonta y hecha sin razonar demasiado): ¿como hizo ese protón "en exceso" para formar toda la materia y energía que se ve hoy en día? ¿O es esta afirmación una forma de expresar algo más que no capté (no tomarla textualmente, sino más subjetivamente)? No se si me comprenden...
Y a propósito: EXCELENTE TODOOOOOOO!!!!! - Y comparto la opinión de nikolay... es una frase que pega fuerte...


De: Pedro
2009-04-08 06:45:11

Xanti, no es una pregunta tonta. Las teorías sobre bariogénesis hablan, en general, de bariones (de los que el protón es uno) y antibariones, y no de electrones y positrones, porque éstos apenas contribuyen a la masa del Universo, pero la proporción es probablemente la misma para ellos.


De: Xanti
2009-04-09 01:08:19

Gracias Pedro, pero creo que me he expresado mal: lo que me cuesta comprender es cómo UNO SOLO causó una diferencia tan grande como para crear TODA la materia/energía del universo. Tal vez no estoy captando bien el asunto y mi duda sea por interpretar mal el tema o mi falta de conocimiento (recién estoy por terminar la secundaria, pero la física de partículas me apasiona y quiero entender lo mayor posible de la misma). Comprensión y paciencia, por favor :) Y quiero reiterar mis felicitaciones, realmente un sitio ESPECTACULAR, al fin encuentro un lugar donde pueda aprender más fácil de este tema tan complejo y bello. Saludos y sigue así!!!!!


De: Pedro
2009-04-09 09:15:43

Ah, creo que la confusión está en el número: lo que dice el texto no es que hubiera un protón más, sino un protón más por cada diez mil millones. Un ejemplo con números más pequeños:

Imagina que la teoría indica que hace falta un protón de más por cada tres antiprotones (tres antiprotones por cada cuatro protones). Si en el Universo de hoy en día observásemos diez protones, eso querría decir que originalmente había treinta antiprotones y cuarenta protones, y se aniquilaron treinta pares protón-antiprotón y sólo quedaron los diez protones "de más". No hay un protón extra, sino uno extra por cada tres antiprotones.

Lo mismo pasa en la realidad, salvo que no se han aniquilado todos porque sí que queda algo de antimateria. Pero la idea es la misma. Espero que esto haya aclarado tu duda :)


De: Xanti
2009-04-09 17:59:00

Muchísimas gracias Pedro, ahora sí se me aclaró la duda :)


De: Gerardo
2010-03-14 20:22:34

No entiendo las suposiciones sobre el número bariónico; las particulas pueden pasar a ser antiparticulas con una transformación previa en energía, el número me imagino que empezaría siendo 0 pero a partir de ahí lo que se conserva sería la cantidad de energía y si ahora existe más materia que antimateria sería únicamente como resultado de una oscilación en la forma en que se manifiesta la energía, no se si estoy diciendo una gran barbaridad,jeje, saludos. Muy buenos todos los artículos.


De: Octavio
2010-12-12 02:17:44

Muy bueno el articulo, fue largo, pero no me imagino una mejor forma. Sige así que vas espectacular!! Además no creo que se puede leer física como lee un cuento. Molesto con un par de preguntitas: ¿que relación tiene la no-conservación de B y de L con la proporción materia-antimateria? Y eh leido que luego del big bang podría ser que la materia se halla propagado para un lado y la antimateria para el otro, con esta consepción no se vería afectado el modelo de particulas, me equiboco en algo? Saludos


De: Freddy
2011-07-20 13:34:32

He descubierto hace poco el blog y me encanta, es muy didáctico, y lo que es mejor, lleno de sentido del humor!

He echado unas cuentas mirando el link del detector de partículas Super-Kamiokandé; allí se menciona que caben 50000T de agua (5x10^9 gramos). Con 10 protones por molécula de agua (2 en los 2 hidrógenos, 8 en el oxígeno) me salen alrededor de 1.6x10^34 protones - y en ninguno de ellos se observa desintegración. Claro que estamos a dos órdenes de magnitud de la vida media mínima... No sé, me he ahogado entre tanta agua.


De: cff47
2011-08-09 05:36:23

este artículo es realmente interesante. había visto un documental de misterios sin resolver en el que decía ¿que habra pasado con la gemela malvada de la materia? no sabía que existiera una respuesta posible a eso. por cierto siempre me dijeron que la desintegración del protón era un hecho. gracias por aclararme


De: pelagatos
2013-11-18 09:25

Pues no. Ninguna de esas teorías predice una vida media para el protón de unos minutos, ni de unas horas, ni de unos años, ni siquiera de unos cuantos millones de años. Aunque el número concreto varía, se trata de vidas medias de unos 1036 años.

10 a la 36, aparece como 1036

Un saludo

De: Pedro
2013-11-18 13:59

Corregido, gracias :)

De: branco
2015-03-03 18:19

siempre que la energia se condensa en materia lo hace en pares materia antimateria , podria ser suficiente argumento para pensar que el big bang las creó en iguales cantidades y que no hay matematicas ni modelo estandar ni telescopios suficientemente avanzados para detectarla

De: Alejandro Coria
2015-03-03 21:42

branco, el problema con suponer que existen iguales cantidades de materia y antimateria es que en las zonas de contacto habría una emisión de radiación electromagnética por la desintegración de las partículas.

Hasta el momento no se ha encontrado nada que indique la presencia natural de grandes cantidades de antimateria. Es una cuestión abierta todavía el porque de esa diferencia de cantidad.

De: branco
2015-03-04 00:37

alejandro: y si existiera una zona inexplorada del universo donde hubiera solo antimateria en forma de galaxias. etc ; algo igual a lo de aqui , no tendriamos manera de saber que existe , ya que no habria zonas de contacto como dices tu con la materia nuestra , que probablemente seria igual de escasa como lo es la antimateria aqui

De: Alejandro Coria
2015-03-04 15:08

branco, de todas forma existiría polvo interestelar que delataría esa zona. Se pensó seriamente sobre esa posibilidad, pero no hay nada que indique que así sea. Por el momento se piensa que hay algo que hizo que se generara más materia que antimateria (seguramente relacionado con la violación de algunas de la simetrías ya conocidas o no conocidas del universo).

De: branco
2015-03-04 22:39

alejandro :conforme con tu respuesta ,muy gentil de tu parte al responderme ; justamente a lo de las rupturas de las simetrias queria llegar y voy a tomarme una licencia que escapa un poco al tema ; pretendiendo hacer una analogia ¿ se podria decir que un milagro -en el mundo religioso- es como una ruptura de simetrias en fisica??

De: Alejandro Coria
2015-03-05 15:28

branco, en mi opinión, para nada. Que una simetría no se cumpla es como que una ley de la termodinámica no se cumpla, osea, observamos tanto que esas leyes y simetrías se cumplen que tenemos tanta confianza que es así como es el universo que creamos todas nuestras teorías con esas bases. Pero obviamente eso no quiere decir que estemos en lo correcto. En el 64 se descubrió que la simetría CP no se cumplía para la interacción débil. En el Modelo Estándar no hubo mucho problema, pero en otras teorías físicas si y todavía no se resuelven (se necesitan agregar partículas como los axiones que no se detectaron todavía).

La ruptura de ciertas simetrías no es algo que puede pasar cada tanto y de forma inesperada como para que sea análogo a un milagro. O las simetrías se cumplen en ciertos casos o no, independientemente de si lo sepamos o no. Es una característica del Universo, no algo que necesite una causa "externa".

De: branco
2015-03-06 02:12

alejandro : gracias por tu respuesta aclaratoria sois un gentleman . a lo que yo iba es al fenomeno en particular de la interaccion debil ; en el cual un quark down cambia de sabor y se convierte en un quark up ,para hacerlo el primero genera un boson W y este decae en dos leptones ,el punto que me resulta curioso es que el boson W tiene una masa 20 mil veces mayor que el quark down en cuestion (de donde sale esta masa, quien se la confiere) es como un acto de magia , en trillonesimas de segundo el quark down saca tamaña masa ? ....claro y yo comencé a delirar y hacer extrapolaciones , comparaciones, analogias y pensé que la naturaleza para llevar acabo sus procesos debe romper sus propias reglas ,que cuando necesita hacer algo que pareciera imposible segun las leyes y la logica -nuestras- "saca el conejo de la chistera" por esa razon lo asocié con los milagros(muy ingenuo de mi parte).debo entender entonces que es la ciencia quien esta al debe en este caso y es la naturaleza quien nos tiene demasiadas sorpresas guardadas , que nuestros modelos matematicos e instrumentos no llegan a esos lugares todavia y que es una exageracion mia nada mas y que ando viendo misterios y acciones fantasmales donde hay solo procesos naturales ..he dicho .

De: Sergio B
2015-03-06 11:47

branco, no hay nada negativo en ver magia y misterios en teorias cientificas completamente fuera de nuestra concepcion del mundo, hasta el punto de que las explicaciones que se da sobre ellas no son mas que analogias y cuentos para algo que solo se puede explicar matematicamente. Decir, por ejemplo, que el quark coge la masa para crear el boson del mismo boson que destruye despues es logicamente estupido y no es lo que pasa, es una analogia que lo explica, lo que pasa no tenemos capacidad para explicarlo. Si yo dijera que es dios es el que crea esa masa de la nada y despues se la lleva, seria coherente con los resultados experimentales, claro que me dirian que no es necesario que exista dios para eso, si digo que son unos duendes irlandeses, entenderan que solo quiero remarcar que para nosotros es absurdo y que el hecho de que sepamos como pasa y por que pasa, no significa que podamos explicarlo en nuestro marco logico.

No se puede comparar las leyes mesoscopicas con las microscopicas o las macroscopicas. Que se rompa la simetria CP es irrelevante comparado con que se rompa una ley de la termodinamica. Nuestro cerebro esta estrictamente disenado para interpretar el mundo al nivel de la leyes mesoscopicas, cualquier rutura de estas representaria que tenemos un error de diseno de base. Vamos, que si lo que decimos alegremente que hacen los quark decimos que lo hacen las vacas, estariamos hablando claramente de magia, asi que no veo mucho problema en usar magia o misterio, siempre que se usen con cierto sentido.

De: Alejandro Coria
2015-03-06 18:24

branco, para mi no es que se rompen las reglas, simplemente que usamos una partícula virtual para representar matemáticamente lo que los diferentes campos están haciendo.

Aunque la ciencia no pueda afirmar más allá de las reglas que elaboramos y aunque nos guste decir que esas reglas son la realidad, no es más que una expresión útil, ya que no tiene sentido hablar de que hay una realidad detrás de la que nunca podremos saber ni interactuar. No es que esa realidad no exista, simplemente se lo deja a la filosofía ;)

Dentro de lo que la ciencia si pueda afirmar, o las observaciones coinciden con nuestras reglas, o éstas no son del todo correctas, no hay sucesos en contra de las reglas del Universo, porque no son las reglas del Universo.

De: branco
2015-03-07 02:12

alejandro: un minuto despues de enviarte mi comentario ya estaba arrepentido referente a lo de la "ruptura de reglas" la naturaleza es sabia , ella lleva a cabo sus procesos , actua con los recursos (miles que no conocemos y que iremos descubriendo) que tiene a disposicion . y por ultimo si necesita energia para crear un boson W recurre al vacio electrodebil , ahí un centimetro cubico tiene una masa de 10 mil trillones de kg (la masa de la luna aprox en un cm cubico)y me faltan los otros campos -de higgs ,el vacio unificado etc- ya estoy delirando , pero es demasiado grande el poder de la naturaleza y nosotros con estos cinco sentidos ultralimitados para captar la vastedad del universo y este cerebro con esta mente que lleva escasos cincuenta mil años tratando de comprenderlo ...

Escribe un comentario

Todos los comentarios deben ser aprobados por un moderador antes de ser publicados. Si quieres puedes usar markdown. Todos los campos son opcionales excepto el cuerpo del comentario, claro:

Nombre:
E-mail: (privado, para que aparezca tu gravatar)
Sitio web:

« El Sistema Solar - Mercurio Imágenes - Primavera marciana »