La teoría de cuerdas y la música

diciembre 17th, 2012

Prometí que explicaría en qué consiste la teoría de cuerdas de una forma comprensible para todos. Es sin duda una de las teorías más complejas y difíciles de comprender por los profanos en la materia. Trataré de hacer una breve descripción que se pueda entender como lo hice con los agujeros negros.

Digamos, inicialmente, que la teoría de cuerdas sugiere que las partículas no son puntos, sino minúsculos filamentos vibrantes, en que cada uno vibra con pautas diferentes que dependen de su masa. Hablo de filamentos pequeñísimos, del orden de 10-33 centímetros, un billón de billón de veces más pequeña que un átomo. Si pudiéramos ampliar alguna de estas partículas veríamos cuerdas vibrantes.

Hasta aquí la explicación más sencilla, algo que todos comprendemos. Vemos que la materia no es más que armonía creada por cuerdas vibrantes. Esto les gustará a mis amigos los músicos; además, a través de estas cuerdas vibrantes puede construirse un número infinito de formas de la materia. Como composiciones musicales. El universo es vibración como lo somos nosotros, cada molécula del universo tiene una frecuencia única y el lenguaje que emplea para hablar con el mundo es una onda resonante.

Esta teoría se creó para tratar de combinar la gravedad con la teoría cuántica, ya que se describen todas las partículas conocidas en las cuatro fuerzas. La cosa se complica para los profanos cuando se les explica que, para que estos ocurra, para que las ecuaciones se cumplan, es preciso que el Universo tenga más espacios de los que percibimos: la teoría de cuerdas implica dimensiones adicionales, siete más, que con las tres dimensiones – longitud, anchura y profundidad – suman diez. En la teoría M, once dimensiones.

Nosotros no vemos estas dimensiones adicionales porque están compactadas, se pliegan sobre sí mismas a escalas tan minúsculas que no pueden ser observadas.

Hasta aquí lo más elemental y fácil de comprender. A los músicos les encantará saber que cada molécula de nuestro cuerpo toca una nota que está siendo oída en todo el mundo. Cuando se toca la batería o se toca un violín se está enviado mensajes vibratorios por todo el universo.

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Premio a Stephen Hawking y el CERN

diciembre 13th, 2012

Stephen Hawking y el CERN han ganado los premios especiales de Física Fundamental de la Fundación Milner, casi tres millones de euros cada uno. Me alegro mucho por Hawking, se merece eso y mucho más, es la mente más brillante contemporánea. En mi libro Los gatos sueñan con física cuántica y los perros con universos paralelos, recojo una genial anécdota publicada en la biografía de Hawking – Su vida y su obra de Kitty Fergunson -, que hace referencia a la visita que le hizo Bush en 2005, en la que le explicó que había propuesto al Congreso enviar de nuevo astronautas a la Luna. Hawking, con ese inteligente sentido del humor que le caracteriza le contestó: “Sería más barato enviar políticos, ya que no hay ningún motivo para traerlos de vuelta”. Añado que también se podría enviar a banqueros al espacio, lugar dónde verían la pequeñez de sus ambiciones.

Los premios Milner fueron creados en julio de 2012 por el multimillonario y mecenas ruso Yuri Milner. Ha Hawking se le ha otorgado por sus descubrimientos sobre la radiación de los agujeros negros y la gravedad cuántica. Recordemos que Hawking es un especialista en agujeros negros. Al CERN por los experimentos del A Toroidla LHC ApparatuS (ATLAS), y el Compact Muon Selenoid (CMS) del Large Hadron Collider (LHC), en la localización del bosón de Higgs, donde Stephen Hawking perdió una botella de champagne francés ya que apostó a que no localizarían el bosón de Higgs.

Los laureados, con 300.000 dólares, en los premios Milner, son A. Polyakov por su contribución en la teoría de los campos y cuerdas; J. Pochinsky por su contribución en la teoría cuántica de campos de cuerdas y D-branas; y Charles Kane por sus experimentos sobre “topological insulator”. Otro día explicare que son las complicadas cuerdas y branas, para después de Navidades, ya que es una teoría difícil de digerir.

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Jornadas sobre física de partículas en Granada

noviembre 28th, 2012

Se están celebrando esta semana (26 al 28 de noviembre) en Granada las IV Jornada del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN). Participan 180 físicos, entre ellos los que han dirigido la búsqueda del bosón de Higgs en el Large Hadron Collider (LHC).

En la reunión se compartirán los avances logrados y los proyectos futuros. Pero uno de los temas estrellas es, sin duda, el bosón de Higgs. En la actualidad se siguen buscando propiedades de esta nueva partícula, antes del apagón técnico del LHC en el 2013, para reanudar con más potencia su funcionamiento en el 2014.

Sobre el bosón de Higgs quedan aun muchas preguntas: ¿Por qué los quarks, que componen los protones, tienen masas tan distintas? ¿Cuáles son las reglas por las que se mezclan entre si formando todo lo que nos rodea? Uno de los retos actuales de la física nuclear es la producción y estudio de núcleos exóticos, algo crucial para entender cómo se formó la materia visible del Universo.

Al margen de las incógnitas sobre las partículas, los participantes en el CPAN tratarán sobre la construcción de un nuevo acelerador de partículas que estudiaría en detalle lo que se descubra en LHC. Existen dos grandes proyectos internacionales de aceleradores, ambos se planean desde los años ochenta del siglo pasado.

Los temas de astrofísica también se debaten en las jornadas del CPAN, así como el funcionamiento de los telescopios de rayos gamma MAGIC en Canarias, cuyo objetivo es investigar la energía oscura, neutrinos y la materia y antimateria.

Hay que considerar que en el Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN) participan 570 físicos e ingenieros españoles, 200 en el LHC, a los que hay que sumar un importante número de físicos teóricos.

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Un extraño objeto detectado en el LHC

noviembre 19th, 2012

El 14 de noviembre el Compact Muon Solenoid (CMS), del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) detectó un curioso objeto que se ha denominado Y(4140) y que ya se había detectado fugazmente en el 2009. El pasado 18 de este mes se ha anunciado, prudentemente, el descubrimiento.

Es algo, partícula o conjunto de partículas, que  también puede ser, con una probabilidad de 1/3,5 millones, una fluctuación estadística.

Parece compuesto de quarks y antiquarks. Los quarks integran los protones, neutrones y un zoo de partículas menores. Existen seis quarks destacados: arriba, abajo, encanto, extraño, cima y fondo. Los antiquarks son replicas en antimateria en que las cargas están invertidas y se aniquilan.

El extraño objeto ha sido observado en colisiones de una energía de 4,1 giga-electronvoltios (un giga es mil millones de electronvoltios, un electronvoltios es la cantidad de energía que un electrón recibe si cruza desde la carcasa negativa de una pila de 1 voltio a su polo positivo).

El extraño objeto detectado podría ser una estructura de composición hibrida, compuesta por diversas partículas, por ejemplo, 4 quarks unidos. Por ahora se desconoce que es. No se descarta que pueda ser algo nuevo, algo desconocido hasta ahora.

Sin duda, el LHC parece, tras el descubrimiento del bosón de Higgs, estar entrando en un mundo subatómico sorprendente que nos depara grandes sorpresas. Sus objetivos son determinar la causa de la ruptura de la simetría electrodébil, búsqueda de nuevas fuerzas de la naturaleza, descubrir la materia oscura y las dimensiones ocultas del espacio-tiempo. En resumen, un mundo fantástico que está en el nuestro.

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Libro nuevo! Los gatos sueñan con física cuántica

noviembre 2nd, 2012

Los gatos sueñan con fisica cuantica

Los gatos sueñan con física cuántica y los perros con universos paralelos es mi libro nuevo! Acabado de salir del horno! Ya os informaré dónde comprarlo y cuando haré la presentación. Os dejo el resumen del libro.

Actualización: Podréis comprarlo (Amazon) aquí. Y en muchas tiendas de Barcelona como la casa del libro.

El libro se inicia con el origen del todo, el misterio del Big Bang, pero con una pregunta muy inquietante: ¿Qué había antes del Big Bang? Sin duda se trata de una reflexión sobre el misterio más grande jamás contado. De este misterio se pasa a otro misterio: los agujeros negros, esos monstruos celestes cuya frontera de no retorno puede llevarnos a otros universos paralelos, un túnel como por el que cayó Alicia en la historia de Lewis Carroll.

Tras estas inquietantes reflexiones se entra en el paradójico mundo de la mecánica cuántica comparándola a una tramposa partida de naipes entre tahúres del Mississipi. Se aborda el principio de incertidumbre y la interpretación de Copenhagen y el experimento de EPR, todo ello explicado de una forma accesible. El capítulo termina con el gato de Schrödinger y una especulación en la que se apunta la posibilidad de que estos felinos capten la superposición y tengan la capacidad de sentir la comunicación entre seres igual que lo realizan las partículas.

El modelo estándar, el bosón de Higgs, la prodigiosa teoría de cuerdas y las interacciones de las fuerzas, son tal vez los conceptos más complejos que se abordan, pero necesarios para llegar a la teoría del todo. Por esta razón se realiza una analogía con los mosqueteros de Alejandro Dumas. Y de ahí a las paradojas del tiempo con sorprendentes teorías que nos explican que estamos vivos y muertos a la vez, o que existen caminos que se bifurcan en posibles universos. Las teorías del tiempo nos llevan a aquellos viejos chalados con sus cacharros del tiempo y a un método para construir en nuestras casas una máquina del tiempo.

Tras un recorrido por nuestros universo y sus treinta mil trillones de estrellas, empieza la búsqueda de seres inteligentes ahí fuera y sus posibilidades irrefutables. Curiosamente está búsqueda nos lleva a un Vaticano rodeado de sospechas sobre la existencia de seres extraterrestres. El recorrido termina en una nueva visión sobre la vida en el universo: seres cuánticos y los cerebros de Boltzmann.

Seguidamente se entra en la posibilidad de los universos paralelos, el infinito y la ineludible existencia de copias nuestras, toda una serie de bifurcaciones que nos demuestran que sólo morimos en un universo. Este capítulo termina con el acceso que tienen los perros a un universo paralelo que está en el nuestro, como huelen, sienten, oyen y ven otra realidad que nosotros sólo intuimos.

Todo este itinerario nos lleva a concluir que somos el universo observándose a sí mismo, y que ese universo es información. El polémico principio antrópico, el diseño inteligente, el paradero de Dios antes de la creación, nos llevan a reflexiones teológicas y cuánticas, ya que el Creador colapsaría la función de onda cuántica originando un problema en las teorías del mundo cuántico. Se recogen las opiniones de Richard Dawkins y Stephen Hawking.

El libro termina con la eclosión de la consciencia en el mundo de la mecánica cuántica, realizando un recorrido, en busca de la aparición de la consciencia desde los primeros homínidos. Encefalización, consciencia colectiva, conexión cuántica mente-universo y el sentido de la muerte, forman parte de esta búsqueda.