A primeros de este años, el revuelo fue descomunal. Todoas los medios y sus primeras portadas se ocuparon del suceso y lo exponeían como algo grande que, en el terreno de la Ciencia, concretamente en Física y Astrofísica, el Proyecto nos podría traer muchas alegrías con el nombre del Bosón de Higgs, la de la Matria y energía oscura y otros que, de una vez por todas nos dieran algunas de las muchas respuestas pendientes a preguntas planteadas.

Aquel primer ,pmento de magia y extasis, quedó reoto: “Una Fuga de Helio” nos dijero, impedía comenzar las pruebas y experimentos en el tiempo señalado.

Sin embargo, han pasado muchos meses desde aquello y, a pesar de la gran estrectura mecanico Tecnológica y HUmana que hay detrás del Proyecto, la cuestión se retrasa y nos lleva a pensar que, los problemas, van más allá de una simple figa de Helio.ç

Al parecer, lo que falla (aparte de la fuga de helio que, también) son las alineaciones de esos tubos por los que los protones tienes que ejecutar su rápida carrera a velocidad relativista y, toporse de frente con el otro haz de protones que a la misma velocidad se dará un encontronazo con éste, y, de esa manera, saltarán los residuos de la colisión en los que se buscaran esos elementos que nos faltan para completar muchas cosas.

Han fallado los imanes conductores y aquello no salió como se esperaba. De ahí el retrado.

Aunque, en casos y Proyectos de esta envergadura, no podemos explicarnos como, una cosa así, piede suceder. ES muy deleicado, mucho lo que hay en juego y mucho el presupuesto que nos estamos jugando con un fallo de ésta índole.

¿Cómo puedo producirse la anomalía? ¡Es inexplicable! Con tanta gente vigilando el procedimiento y tantos puntos pendientes de los controles de calidad ?qué pasó?

La prensa está aireando poco el retrazo y parece que todo ha quedado en el olvido. Si se llega a publicar lo que de verdad ha pasado,el suceso tomaría otras dimensiones y, la cosa podría traer cola y, desde luego, los presupuestos llegarían más cortos y con más retraso y, el buen nombre del CERN y sus responsables serían puestos en cuarentena por permitir que una cosa así pueda haber sucedido, perderían credibilidad. Todo eso no es bueno para el Proyecto del LHC.

Que lo solucionen pronto pero, me temo que al menos, hasta primeros del proximo año y, como mucho hasta finales de este, no podrá empezar con sus experimentos regulares.

¡Suerte!

emilio silvera

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El fotón, neutrino, electrón, protón, neutrón, muón, tau, kaón, sigma, omega, W y Z, gluón, quarks, gravitón, etc, son nombres muy familiares y, cada uno de ellos nos trae una imagen o un recuerdo a nuestras mentes que, los asocia a aquello de lo que forma parte.

El fotón es el cuanto de luz, radiación electromagnética de una longitud de onda comprendida entre 380 y 780 nm, que produce percepción visual.  Se define como el producto de visibilidad por el poder radiante, siendo éste último la intensidad de propagación de la energía lunimosa.

El fotón, como partícula, con masa en reposo nula que recorre el espacio vacío a 299.792.458 metros por segundo, puede ser considerado como una unidad de energía igual a hf, donde h es la constante de Planck y f es la frecuencia de la radiación en hertzios.  Son necesarios para explicar el fenómeno fotoeléctrico y otros fenómenos que requieren que la luz tenga carácter de partícula.

De la luz, nos podríamos estar hablando horas y horas, de sus propiedades en fotónica, fotoquímica, fotosfera y otros muchos ámbitos del saber humano con la luz relacionados, como por ejemplo, la claridad luminosa que irradian los cuerpos en combustión, ignición o incandescencia.

Newton nos descubrió que la luz del Sol o luz blanca, era el producto de la mezcla de todos los componentes coloreados, hizo pasar un rayo de luz por un prisma y, la habitación donde hacía el experimento, sus paredes, se llenaron de luciérnagas luminosas de muchos colores, el arcoiris estaba allí, del rojo al violeta, descompuestos en mariposas luminosas.

Aunque el tema de la luz me fascina, no quiero repetirme, y, hace poco, en uno de mis últimos trabajos, traté ampliamente el tema.  El estado natural (último) de la materia, no será sólido, líquido, gaseoso, plasma o materia oscura, el estado final de la materia, cuando pase por todas las fases y trascienda a un estado superior de conexión total con el Universo, será la LUZ.  Ahí, dentro de los rayos luminosos, estarán gravados todos los recuerdos, toda la conciencia de la Humanidad que, para entonces, será otra cosa y, sonreirá al ver que un día muy lejano, discutían de tiempo, de materia, de………

Si hablamos de neutrinos, estaremos hablando de Leptones.

El electrón es la partícula principal de la familia y está presente en todos los átomos en agrupamientos llamados capas electrónicas alrededor del núcleo.  Tiene una masa en reposo (m_e) de numeración 9,1093897(54)X10^–31 Kg y una carga negativa de 1,602 17733(49)x10^-19 culombios.  La antipartícula es el positrón que, en realidad, es copia exacta de todos sus parámetros, a excepción de la carga que es positiva.

La familia de Leptones esta formada por:

Electrón,  muón, y la partícula tau.

Neutrino electrónico,  Neutrino múonico, y neutrino tauónico.

Si el electrón se considerara como una carga puntual, su autoenergía es infiníta y surgen dificultades de la ecuación de Lorentz-Dirac.  Es posible dar al electrón un tamaño no nulo con un radio r_o‘ llamado el radio clásico del electrón, dado por (Fórmula )  cm, en donde e y m son la carga y la masa del electrón y c la velocidad de la luz. (Página 86 del original )

El electrón es muy importante en nuestras vidas, es un componente insustituible de la materia y los átomos que son posibles gracias a sus capas electrónicas alrededor de los núcleos positivos que se ven, de esta forma equilibrados por la energía igual, negativa, de los electrones.

Los protones, como los neutrones, son de la familia de los Hadrones.  El protón es una partícula (no elemental) que tiene carga positiva igual en magnitud a la del electrón y posee una masa de 1,672614×10^–27 kg, que es 1836,12 veces la del electrón.  El protón aparece en los núcleos atómicos, por eso, junto al neutrón, también son conocidos como nucleones.

La familia de los Hadrones es la clase de partícula subatómica que interaccionan fuertemente, e incluye protones, neutrones y piones.  Los hadrones son o bien bariones, que se desintegran en protones y que se cree están formados por tres quarks, o mesones, que se desintegran en leptones o fotones o en pares de protones y que se cree que están formado por un quark y un antiquark.

La materia bariónica, es la que forman planetas, estrellas y Galaxias, y la podemos ver por todas partes.  Nosotros mismos estamos hechos de Bariones.  La otra materia, esa que no podemos ver y que, nuestra ignorancia nos ha llevado a llamar oscura, esa, de momento no sabemos lo que es.

Las partículas conocidas como bosones: fotón, gluón,gravitón, partícula W⁺ W^– y Z^º son las que median en el transporte de la s fuerzas fundamentales de la naturaleza. 

El Fotón (sí, ese que según Shabriar S.Afshar, no existe), transporta el electromagnetismo, la luz.  El Gluón (sí, el de la libertad asintótica de David Politzer, Frank Wilczed y David Gross), transporta la fuerza nuclear fuerte que se desarrolla en el núcleo del átomo.  El Gravitón (Sí, ese que aún no hemos localizado), nos trae y nos lleva, la Gravitación Universal, haciendo posible que nuestros pies estén bien asentados sobre la superficie del planeta. Y, por último, las partículas W y Z, responsables de la radiación natural y espontánea de algunos elementos como el Uranio.

Este pequeño repaso a modo de recordatorio, es algo inevitable, si hablamos de materia, las partículas se nos cuelan y, como si tuvieran vida propia (que la tienen), nos obliga a hablar de ellas, lo que, por otra parte no esta mal.

Como la única verdad del Universo es que todo es lo mismo, la materia ni se fabrica ni se destruye, sino que, en cada momento, cada cosa ocupa su lugar exacto por la evolución, la entropía y el paso del tiempo, resulta que, al final, se hable de lo que se hable, aunque sea de la conciencia y del ser, venimos a parar al mismo sitio: El Universo, la materia, la luz, el tiempo…….

Parece mentira como a veces, cuando estoy inmerso en mis más profundos pensamientos, y tengo una conexión directa con algo que instuyo superior, lo veo todo más claro, todo es más fácil.  Haber si en uno de estos momentos puedo enganchar esas fluctuaciones de vacío en la 5ª dimensión.  Me parece que debe estar cerca, ronda mi cabeza, me induce ideas nebulosas y se va corriendo a toda leche.  A ver si finalmente me pasa a mí como le pasó a un amigo al que su padre le decía: “Felipe, la inteligencia te persigue, corre detrás de ti. Pero tu, eres mucho más rápido.”

¡ Ya veremos en que desemboca todo esto !

Decíamos al principio que somos conscientes y aplicamos nuestra razón natural para clasificar los conocimientos adquiridos mediante la experiencia y el estudio para aplicarlos a la realidad del mundo que nos rodea.

También hemos dicho que el mundo que nos rodea es el que nos facilita nuestra parte sensorial, la mente, y que este mundo, siendo el mismo, puede ser muy diferente para otros seres, cuya conformación sensorial sea diferente a la nuestra.  Parece que, realmente es así, lo que es para nosotros, para otros no lo será y, tenemos que tener en cuenta esta importante variable a la hora de plantearnos ciertos problemas que, de seguro, tendremos que afrontar en el futuro.  Hay diferentes maneras de resolver el mismo problema, solo tenemos que tratar de entenderlos.

Como la información fluye a mi mente a velocidad de vértigo, a veces, como ahora me ha pasado, estoy hablando de una cosa y me paso a otra distinta.

Estaba comentando el cometido de las partículas y me pase a otros asuntos sin haber comentado datos de interés:    En 1.897, J.J.Thomson, descubrió el electrón

 En 1.911, Rutherford, descubrió el núcleo atómico y el protón

  En 1.932, Chadwick, descubrió el neutrón.

Así quedó sentado que, el modelo atómico estaba completo basado en un núcleo consistente en protones y neutrones rodeados en su órbita, de un número suficiente de electrones que equilibraba la carga nuclear y lo hacía estable.

Pero este modelo no era suficiente para explicar la gran estabilidad del núcleo, que claramente no podía mantenerse unido por una interacción electromagnética, pues el neutrón no tiene carga eléctrica.

En 1.935, Yukawa sugirió que la fuerza de intercambio que lo mantenía junto estaba mediada por partículas de vida corta, llamadas mesones, que saltaban de un protón a un neutrón y hacía atrás de nuevo.  Este concepto dio lugar al descubrimiento de las interacciones fuertes y de las interacciones débiles, dando un total de cuatro interacciones fundamentales.

También dio lugar al descubrimiento de unas 200 partículas fundamentales de vida corta.  Como antes comentaba, en la clasificación actual existen dos clases principales de partículas: Leptones, que interaccionan con el electromagnetismo y con la fuerza nuclear débil y que no tienen estructura interna aparente, y los Hadrones (nucleones, piones, etc.), que interaccionan con la fuerza nuclear fuerte y tienen estructura interna.

Fue el modelo de Murray Gell-Mann, introducido en1.964, el que fijó la estructura interna de los hadrones que, estarían formado por minúsculas partículas elementales a las que llamó quarks.  Este modelo, divide a los hadrones en bariones (que se desintegran en protones) y mesones ( que se desintegran en leptones y fotones).  Ya decía antes que los bariones están formados por tres quarks y los mesones por dos quarks (quark y antiquark)

En la teoría quark, por tanto, las únicas partículas realmente elementales son los leptones y los quarks.

La familia quarks esta compuesta por seis miembros que se denominan up (u), down (d), charmed (c), strange (s), top (t) y, bottom (6).  El protón siendo un barión está constituido por tres quarks, uud (dos quarks up y un quark dowm), y, el neutrón por udd (un quark up y dos dowm).

Para que los quarks estén confinados en el núcleo dentro de los nucleones, es necesario que actúe una fuerza, la nuclear fuerte que, entre los quarks se puede entender por el intercambio de ocho partículas sin carga y sin masa en reposo, llamadas Gluones (porque mantienen como pegados a los quarks juntos).  Aunque los Gluones, como los fotones que realizan una función similar entre los leptones, no tienen carga eléctrica, si tienen una carga de color. Cada Gluón transporta un color y un anticolor.  En una interacción un quark puede cambiar su color, pero todos los cambios de color deben estar acompañados por la emisión de un Gluón que, de inmediato, es absorbido por otro quark que automáticamente cambia de color para compensar el cambio original.

El universo de los quarks puede resultar muy complejo para el no experto y como no quiero resultar pesado, lo dejaré aquí y paso de explicar el mecanismo y el significado de los sabores y colores de los quarks que, por otra parte, es tema para los expertos.

Esta teoría de los quarks completamente elaborada está ahora bien establecida por evidencias experimentales, pero como ni los quarks ni los Gluones han sido identificados nunca en experimentos, la teoría no se puede decir que haya sido directamente verificada.  Los quarks individuales pueden tener la curiosidad propiedad de ser mucho más masivo que los Hadrones que usualmente forman (debido a la enorme energía potencial que tendrían cuando se separan), y algunos teóricos creen que es, en consecuencia, imposible desde un punto de vista fundamental que existan aislados.  Sin embargo, algunos experimentales han anunciado resultados consistentes con la presencia de cargas fraccionarias, que tendrían los quarks no ligados y en estado libre.

emilio silvera

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En el año 1.927, en un Congreso de Física celebrado en Como (Lago de Italia, provincia de Como, en Lombardía, al pie de los Alpes, atravesado por el río Adda y rodeado por colinas cubiertas de bosques que lo hacen muy pintoresco), Niels Bohr habló por primera vez del “Principio de complementariedad”, una idea que tuvo fortuna científica y fortuna literaria.  Esta mezcla suele poner de los nervios a los científicos, que consideran escandaloso, y con razón, que se usen conceptos científicos fuera de su contexto.  Todos hemos visto aplicar las ideas de relatividad, caos, fractales, indeterminación, singularidad (que no tienen sentido fuera de su expresión matemática) para hablar de todo lo divino y lo humano.

Aquel Congreso quedó inscrito en los anales de la historia de la Física.  Asistieron Born, Compton, Fermi, Heisemberg, Lorentz, Millikan, Pauli, Planck, Sommerferld, es decir, lo más reluciente del ingenio humano en la Física del momento, a excepción de Einstein que, por motivos personales, no asistió.

En su enunciado Bohr dijo que quería resolver las diferencias insalvables que había entre la descripción clásica de los fenómenos físicos y la descripción cuántica.  La diferencia fundamental (dicho en plan coloquial) era que la Física clásica creía en la realidad de los fenómenos, mientras que la cuántica pensaba que el estado del sistema depende del observador.

Puso como ejemplo la naturaleza de la luz.

¿ Es una onda o una partícula ?

Para explicar los fenómenos de interferencia hay que considerarla onda, pero para explicar la interacción entre radiación y materia, conviene considerarla corpúsculo.  Bohn propuso su “Principio de complementariedad”.  El fenómeno depende del sistema de observación y, en último término, la realidad no sería más que el resultado de todos los sistemas posibles de observación.

Muchos años después, Richar Feynman, con su contundencia habitual dijo: “La dualidad de la luz es el único misterio de la Física”. Bueno, añadió otra cosa: “La teoría cuántica está simplemente más allá de cualquier explicación”.

A partir del Congreso de Como, todos los físicos (menos Einstein) se hicieron Kantianos.  Recordad que Kant había separado la “cosa en sí” de las cosas tal y como aparecen en nuestro conocimiento, es decir, de los fenómenos.  Nosotros sólo podemos conocer los fenómenos, nunca las cosas tal como son en realidad.  Esto ha suscitado muchas disputas entre los físicos, que no saben si la realidad sometida al Principio de complementariedad es la última realidad, o hay otra más real por debajo, escondida allí donde no podemos verla.  Es interesante seguir el proceso de invención de ese Principio, porque demuestra una vez más que un científico no llega a una teoría por un procedimiento racional, sino por una especie de golpe de intuición que salta en su cerebro y le sugiere la solución.

¿ Saltará en mi cabeza, por fin, el secreto de las fluctuaciones de vacío en esa dichosa quinta dimensión, donde está escondida la materia oscura que nos envía gravitones a nuestra dimensión para hacerse sentir?

Jerome Bruner, un avispado psicólogo del pasado siglo, contó una conversación que había mantenido con Bohr acerca de la complementariedad del pensamiento y la emoción. El físico le confesó que su Principio se le había ocurrido meditando sobre si debía castigar o no a su hijo que había hecho una trastada.  “Me di cuenta de que no se puede juzgar al mismo tiempo a la luz del amor y a la luz de la justicia”.  En fin, había caído en el mismo problema en que se habían enfrascado los teólogos medievales al preguntarse si Dios podía ser a la vez justiciero y misericordioso.

Todo esto viene a cuento porque acabo de leer un artículo sobre un tal Shabriar S. Afshar y sus experimentos en el Institute for Radiation Induce Studies (Boston).  Este señor, cree haber encontrado, o mejor, dice haber demostrado que Borh estaba equivocado.  Dicho más técnicamente, se puede seguir el rastro de un fotón sin alterar el patrón de interferencias.  Considera que la realidad tiene propiedades definidas y evaluables.

Pero da un paso más.  Entre el fotón y la onda, escoge la onda.  Más aún, piensa que si el resultado de sus experimentos se repite usando otras partículas, es la mecánica cuántica entera la que está en dificultades.  Y ya en el disparadero, obtiene una última consecuencia.  Si el fotón no existe, habría que retirarle a Einstein el Premio Nobel que ganó en 1.921.

Desde luego algunos no se paran en barra a la hora de ganar notoriedad, y, además, siempre encuentran una cohorte de acólitos que están dispuestos a seguirles.  Llama la atención el editorial que ha publicado “New Scientist”.  Reconociendo que los experimentos de Afshar tienen que ser corroborados, sin embargo, aplaude fervorosamente su intento.  “La ortodoxia cuántica ha sido aceptada durante demasiado tiempo sin cuestionar su autoridad.  Afshar, continúa, sigue el mejor camino de la tradición científica: explorar los misterios, no oscurecerlos.

Es increíble la cancha que le dan al tal Afshar, me gustaría saber qué dicen los físicos al respecto.

¿ Tendremos que cantar el réquiem por el fotón ?

Sería un auténtico contratiempo, yo estoy encariñado con él.

Está claro que es la condición humana, siempre estaremos dispuestos para hacerles la puñeta a los otros.  ¡ Mira que pretender quitarle a Einstein el Nobel !   ¡ Sí, el que le dieron por el Efecto Fotoeléctrico !

Hay veces en las que está bien tomarse las cosas desde el punto de vista más distendido y coloquial, no siempre podemos estar tan serios.

 emilio silvera

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