“A pesar de la frecuencia con la que aparecen en novelas y películas de ciencia ficción, los universos paralelos no eran, hasta ahora, más que una especulación científica. Sin embargo, matemáticos de la Universidad de Oxford han demostrado que existen en realidad. Los universos paralelos existen. Así de contundentes son los resultados del último estudio efectuado por científicos de la Universidad de Oxford, en el que demuestran matemáticamente que el concepto de estructura de árbol de nuestro universo es real. Esta propiedad del universo es la que sirve de base para crear nuestra realidad.
La teoría de los universos paralelos fue propuesta por primera vez en 1950 por el físico estadounidense Hugh Everett, en la que intentaba explicar los misterios de la mecánica cuántica que resultaban completamente desconcertantes para los científicos. Expresado de una manera muy simplificada, lo que propuso Everett fue que cada vez que se explora una nueva posibilidad física, el universo se divide. Para cada alternativa posible se “crea” un universo propio.
Algunos dicen que la Humanidad podría estar viviendo en el pasado de un Universo paralelo. Ya lo he dicho en muchos de estos trabajos… ¡Imaginación sin límites!
La respuesta es “no”: se trata de una exageración y una tergiversación de la investigación que citan. Lo que hallaron es evidencia de partículas que podrían desafiar nuestra comprensión actual de la física. La NASA le declaró la guerra al New York Post.
Internet lo ha vuelto a hacer. Abundan las historias en algunos medios como el New York Post, el Express y el Daily Star en las que se afirma que científicos de la NASA tienen evidencias para probar la existencia de universos paralelos. Se trata de una exageración y una tergiversación de la investigación que citan. Lo que han hallado los científicos es evidencia de partículas fundamentales que podrían desafiar nuestra comprensión actual de la física. y tiene que ver con la forma en la que estas partículas interactúan con el hielo. Para ser claros, no hay evidencia de que haya “un universo paralelo, justo al lado del nuestro, donde todas las reglas de la física parecen estar operando al revés”.
Esto es lo que Ibrahim Safa de UW-Madison, autor principal de la investigación en cuestión en la Antártida, piensa sobre la avalancha actual de historias que asocian su investigación con evidencia de un universo paralelo: “La NASA ha descubierto que no deberían leer noticias del New York Post”.
El origen de estos artículos parece estar en una historia publicada en New Scientisthace unas seis semanas, en la que el titular ciertamente alarmante –Podemos haber visto un universo paralelo retrocediendo en el tiempo- está respaldado por un pozo. El estimulante artículo está escrito basándose en algunos resultados desconcertantes de estudios sobre rayos cósmicos (partículas cargadas de alta energía) que llegan desde fuera de la atmósfera terrestre llevados a cabo en la Antártida. Junto con algunas reflexiones sobre el “qué pasaría si” sobre los orígenes difíciles de explicar de estas partículas. Indique el chat del universo paralelo.
Todo está relacionado con tres artículos científicos:
El artículo de investigación original sobre la Antena Transitoria Impulsiva Antártica (ANITA, por sus siglas en inglés), un experimento basado en globos, que encontró “eventos parecidos a rayos cósmicos que apuntan hacia arriba”.
Un artículo de investigación publicado en respuesta al anterior que postula que los resultados de ANITA podrían proporcionar evidencia de un “universo simétrico CPT”, donde el tiempo correría hacia atrás desde el Big Bang y donde la antimateria dominaría. Aquí es de donde provienen las afirmaciones del “universo paralelo”, ya que el documento dice: “En este escenario, el universo antes del Big Bang y el universo después del Big Bang se reinterpreta como un par de universo / anti-universo que se crea a partir de la nada”.
Un artículo de investigación publicado en The Astrophysical Journal del IceCube Neutrino Observatory que sugiere que debemos considerar explicaciones alternativas para explicar los datos de ANITA.
Sin embargo, la única conclusión real es que el modelo estándar con respecto a los neutrinos (partículas fundamentales) no explica la detección de un tipo raro de evento por parte de ANITA. “Los eventos de ANITA son definitivamente interesantes, pero estamos muy lejos de afirmar que haya una nueva física, y mucho menos un universo entero”.
¿Qué es ANITA?
Es un experimento basado en globos estratosféricos, llevado a cabo en la Antártida, en el que se utiliza una antena de radio apuntando hacia la Tierra para detectar ondas de radio emitidas por neutrinos de alta energía si chocan con un átomo en el hielo. ANITA es el primer observatorio de la NASA para neutrinos de cualquier tipo. De ahí la conexión con la NASA.
¿Qué ha encontrado ANITA?
En 2016, ANITA detectó algunas señales mejor descritas como “anómalas”. Evidencias de una partícula de alta energía, neutrinos de energía extremadamente alta, que salían de la superficie de la Tierra pero sin fuente. Algo que “parecía imposible”, según el artículo de New Scientist, que continuó afirmando que: “explicar esta señal requería la existencia de un universo al revés creado en el mismo Big Bang que el nuestro, y que existe en paralelo con él. En este mundo de espejos, lo positivo es negativo, la izquierda es derecha y el tiempo corre al revés”.
NO SOMOS POCOS LOS QUE PENSAMOS QUE EXISTEN OTROS UNIVERSOS
Los Matemáticos afirman que los Universos múltiples existen, y, si eso es así, coincide con algunas observaciones que han sido realizadas y que, de manera sorprendente, respaldan el resultado de la existencia de otros universos a partir del “borde” mismo del nuestro, y, además, es posible que, las grandes estructuras de estos universos (del más cercano), esté influenciando en el comportamiento del nuestro que, se comporta como si existiera más materia de la que realmente hay debido a que, la fuerza de gravedad de esos “universos” vecinos, incide de manera real en este Universo nuestro. Como podréis comprobar, los distintos estudios sobre el tema, nos dan también, diferentes resultados y, confirmar la Inflación, las ondas gravitatorias y la existencia del multiverso… ¡Nos queda lejos aún! Sin embargo, algunos se dejan llevar por el entusiasmo.
Los estudios del MAPW han derivado en deducciones que nos dicen: “El flujo oscuro es controvertido debido a que la distribución de materia en el universo observado no puede tenerlo en cuenta. Su existencia sugiere que alguna estructura más allá del universo visible – fuera de nuestro “horizonte” – está tirando de la materia en nuestra vecindad.
Ωbh2 = 0,002267 + o,000558/ – 0,000059
Ωch2 = 0,1131 ± 0.0034
ΩΛ = 0,726± 0.015
ns = 0,960 ± 0,013
τ = 0,084 ± 0.016
σ8 = 0,812 ± 0.026
Los tres ingenios que estudian el problema planteado
Estos son los valores de los parámetros cosmológicos obtenidos a partir de los datos combinados de 5 años de observación de WMAP, medidas de distancia de supernovas tipo I y la distribución de galaxias Omega b, c, lambda que son las densidades de materia bariónica, materia oscura y energía oscura respecto a la densidad crítica (la correspondiente a un espacio euclideo) h = 0,71 es el parámetro de Hubble que mide la razón de expansión del universo, τ es la profundidad óptica, y ns y σ8 son el índice espectral y la amplitud del espectro de las fluctuaciones de la materia, respectivamente.
El Modelo Estándar es una teoría que clasifica todas las partículas fundamentales en función de sus propiedades e introduce reglas que determinan las interacciones que pueden ocurrir entre ellas así como la frecuencia a la que ocurren.
Además de los parámetros cosmológicos, el estudio de la distribución estadística de las anisotropías en la intensidad de la polarización de la radiación también nos proporciona una información muy valiosa sobre la historia remota del Universo. El Modelo estándar de inflación predice que las fluctuaciones en la densidad de energía se distribuye siguiendo, muy aproximadamente, un campo aleatorio gausiano. Sin embargo el modelo estándar se basa en el caso ideal de existencia de un solo campo cuántico, el inflatón, que evoluciona lentamente hasta el mínimo de potencial.
En el artículo nos dicen:
“El flujo oscuro es controvertido debido a que la distribución de materia en el universo observado no puede tenerlo en cuenta. Su existencia sugiere que alguna estructura más allá del universo visible – fuera de nuestro “horizonte” – está tirando de la materia en nuestra vecindad.”
En los numerosos análisis realizados a los datos de WMAP se han encontrado una serie de “anomalías” cuyo origen está aún por determinar. En el artículo se nos dice:
”El flujo oscuro es controvertido debido a que la distribución de la materia en el Universo observado no puede tenerlo en cuenta. Su existencia sugiere que alguna estructura más allá del Universo visible -fuera de nuestro “horizonte”- está tirando de la materia en nuestra vecindad”.
Es decir, que de lo que en realidad se trata es, de saber cuanto vale Omega (Ω), o, lo que es lo mismo, la cantidad de materia que contiene el Universo metiendo en ese “saco” tanto a la materia bariónica como a la oscura.
Las anomalías observadas no son debidas ni al ruido ni a residuos contaminantes, lo más probable es que sea debida a defectos topológicos en forma de textura. Seguramente la misión Planck de la ESA nos proporcionará la mejor medida de la anisotropía en la intensidad del Fondo Cósmico de Microondas en todo el cielo con una sensibilidad, resolución y cubrimiento frecuencial sin precedentes.
Las fronteras del conocimiento sobre el Universo se amplían día a día y, a no tardar mucho podremos saber sobre:
Las características de la época inflacionaria así como de las fluctuaciones primordiales en la densidad que allí se generaron.
La existencia de ondas gravitatorias primordiales.
La naturaleza de la materia oscura y la energía oscura y su contribución al contenido material/energético total del Universo.
La distribución de cúmulos de galaxias seleccionados mediante el efecto Sunyaev-Zeldovich.
La época de reionización”.
Y, muchas cosas más que de momento ignoramos y que, como podemos leer en el artículo de arriba, cada día quedan más cerca de nuestro entendimiento gracias al trabajo de muchos y, sobre todo, al ingenio de los seres humanos que, con su inagotable imaginación y, por fin, unificando los conocimientos adquiridos durante largos años, ahora van aprendiendo a dirigir sus esfuerzos en la debida dirección, que nos llevará, a desvelar cosas que no comprendemos para saber, cada vez más profundamente, como funciona el Universo en el que vivimos y por qué de sus comportamientos.
La naturaleza a temperaturas muy bajas tiene una gran cantidad de sorpresas bajo la manga”, comenta Meyer. “No quiero especular sobre cuál resultará ser la explicación de la emisión criogénica, pero no me sorprendería si la estructura de banda de los semiconductores desempeña un papel importante”.
Estructuras desconocidas arrastran las galaxias de nuestro universo
¡Hay tantas cosas que desconocemos! Pudiera incluso ser posible que, esa fuerza misteriosa que tira de nuestras galaxias y, cuya responsabilidad se la adjudicamos a “la materia oscura”, sea, en realidad, la fuerza de Gravedad que generan cientos de miles de Galaxias situadas en otro universo que, vecino del nuestro, incide de manera directa en el comportamiento de los objetos que el nuestro contiene.
Porque, ¿Quién puede asegurar que nuestro Universo es el único universo? Nosotros decimos, en relación a “nuestro” Universo, que comprende “todo” lo que existe, incluyendo el espacio, el tiempo y la materia. Claro que, al decir “todo lo que existe” nos estamos refiriendo al ámbito del propio Universo, sin pensar en que, más allá de éste nuestro, puedan existir otros iguales o diferentes que, como el nuestro, tenga también espacio, tiempo y materia, y, si es así, ¿Por qué esa materia vecina no puede incidir, con la fuerza de Gravedad que su materia genera, en éste Universo nuestro? Si recordamos bien, se dice que, tanto el alcance de la fuerza electromagnética como el de la Gravitatoria, son infinitos. De esa manera, esa materia que conforma otros universos, podría estar “tirando” de nuestras galaxias y, haciendo que corran a más velocidad de la que tendrían de no concurrir en escena, alguna otra fuerza externa. Claro que, nosotros, creyendo que la idea de otros universos es algo atrevida, hemos preferido adoptar a la “Materia Oscura” para que explique, o, más bien justifique, las anomalías observadas.
Una cosa sí que está clara, el Universo se está expandiendo, de manera que el espacio entre las galaxias está aumentando gradualmente, provocando un desplazamiento al rojo cosmológico en la luz procedente de los objetos distantes. Tal separación gradual, a medida que el tiempo pasa, hace que el Universo sea, cada vez más frío.
¿No pasará con los universos como ocurre con las galaxias? Sabemos que Andrómeda se nos echa encima a 100 Km/s, y, de la misma manera, son múltiples las galaxias que se han fundido en una sola galaxia mayor. Si eso es así (que lo es), si las leyes del Universo son las que son, ¿Quién puede negar que al igual que las galaxias, también los universos se funden en otro mayor?
Yo, la verdad es que no acabo de estar de acuerdo con la dichosa “materia oscura”, algo me dice que hay algo más que no sabemos ver y, posiblemente, la fuerza de Gravedad tenga alguna propiedad o extensión desconocida. Por otra parte, la idea, no de universos paralelos que serían intangibles para nosotros al estar situados en otro plano dimensional, sino la idea de universos conexos que, de alguna manera, se relacionan entre sí a una escala tan enorme que aún no hemos podido captar.
La Densidad Crítica (El Omega Negro), que es la cantidad real de materia que tenga el Universo, determinará si estamos en un universo Plano, Abierto, o, Cerrado.
Creo firmemente que, eso debe ser así según los indicios que, cada vez son más fuertes apuntando en dicha dirección, y, esos modelos que nos hemos inventado del Universo Plano, Abierto o Cerrado, no son más que palos de ciego tratando de explicar lo que no comprendemos.
La materia que conforma nuestro Universo es la que podemos ver y detectar, la que conforman todos los objetos existentes nosotros incluidos, y, sin importar la forma que esté adoptando en este momento, la materia, materia es: es decir, Quarks y Leptones. Es posible que, seguramente, esté acompañada de esa otra escondida en eso que llamamos “fluctuaciones de vacío” donde, que sepamos, puede haber oculto mucho más de lo que hemos podido localizar, ya que, su dominio, el dominio de los llamados “océanos de Higgs” nos quedan muy, pero que muy lejos, y, ahora, con el LHC, posiblemente podamos obtener algunas de las respuestas tan deseadas y necesarias para rellenar muchos de los espacios “vacíos” que están presentes en nuestros conocimientos limitados.
Pensemos en el Universo y que con el Hubble y otros magníficos aparatos tecnológicos de complejo diseño, hemos podido acceder a un conocimiento más profundo de lo que puede ser la materia y las partículas de que está conformada. Por otra parte y pensando en el enorme costo que nos suponen esos inmensos aceleradores de partículas que nos llevan (durante una fracción de segundo) al instante mismo de la creación para que, allí, podamos “ver” lo que fue y entender, de esa manera, lo que es, a costa de una inemnsa energía. Precisamente por ello, sería deseable busca otros caminos más dinámicos y menos costosos (la Química) que nos llevaran hasta el mismo lugar sin tanta estructura y con menos esfuerzo económico que se podría destinar a otros proyectos del espacio.
El James Webb situado más lejos y con mayores prestaciones nos enseñará… ¡El borde del universo?
Lo que sí nos ha mostrado han sido magnificas imágenes del Universo
Sabemos de su magnificencia y de su “infinitud”. Lleva 13.700 millones de años creciendo, y, hemos logrado la proeza de captar galaxias situadas a unos 13.ooo millones de años-luz de nosotros, es decir, de cuando el Universo era muy joven.
Con las nuevas generaciones de aparatos, con las nuevas y más avanzadas tecnologías, seguramente, alcanzaremos a poder ver, incluso el momento mismo de “la gran explosión”.
Sin embargo, tales hallazgos no serán suficientes para explicar todo lo que en verdad existe y está ahí, “junto” a nosotros, haciéndonos señales que no podemos captar, y, seguramente, enviándonos mensajes que no podemos recibir.
¡Algún día, muy lejos en el futuro, podremos, al fin saber, en qué Universo estamos y si, éste Universo nuestro, tiene otros hermanos!
“Kashlinsky y su equipo afirman que su observación representa la primera pista de lo que hay más allá del horizonte cósmico. Al averiguarlo, podremos saber cómo se veía el universo inmediatamente después del Big Bang, o si nuestro universo es uno de muchos. Otros no están tan seguros. Una interpretación diferente dice que no tiene nada que ver con universos extraños sino el resultado de un defecto en una de las piedras angulares de la cosmología, la idea de que el universo debe verse igual en todas direcciones. O sea, si las observaciones resisten un escrutinio preciso.”
“Las estructuras más allá del “borde” del Universo observable, el cual están esencialmente confinados a una región con un radio de 14 mil millones de años luz, dado que sólo la luz dentro de esta distancia ha tenido tiempo de llegar hasta nosotros desde el Big Bang.
En el escenario de inflación, la expansión está dirigida por un campo de energía de un origen misterioso. Erickcek y sus colegas argumentan que la asimetría podría ser el remanente de las fluctuaciones en un campo de energía adicional, el cual empezó siendo diminuto, pero estalló por la inflación hasta que se hizo mayor que el universo observable.
Como resultado, el valor de este campo de energía varió desde un lado del universo al otro en los inicios, aumentando las variaciones de temperatura – y densidad de materia – en un lado del cielo con respecto a otro.
No creo que estas lejanas regiones las temperaturas sean diferentes a otras regiones del Universo. Aparte de las singularidades que cada lugar pueda tener (una estrella de neutrones o un púlsar, un agujero negro, gigante roja o enana blanca, mundos situados en la zona habitable de sus estrellas… Por lo demás, todos los lugares están regidos por las mismas fuerzas fundamentales y las mismas constantes universales.
La conclusión, si es correcta, haría añicos una apreciada suposición sobre el universo. “Uno de los sustentos básicos de la cosmología es que el universo es el mismo en todas las direcciones, y el modelo estándar de la inflación se construye sobre estos cimientos”, dijo Erickcek a New Scientist. “Si la asimetría es real, entonces nos dice que un lado del universo es de algún modo distinto al otro lado”.
“No hay ningún borde en el universo, por lo que sabemos. Hay un borde en el universo observable: solo podemos ver hasta cierto punto. Esto se debe a que la luz viaja a una velocidad finita (un año luz por año), por lo que al mirar cosas distantes también estamos mirando hacia atrás en el tiempo.”
“El universo, tan vasto para la mayoría de nosotros, a veces les resulta pequeño a los cosmólogos. Observando a enormes distancias de la Tierra han encontrado una “ventana” que podría mostrarnos que existe algo más allá de los 45.000 millones de años luz, el “borde final” observable de esta burbuja cósmica que nos aloja. ¿Constituye esto una evidencia de la existencia otros universos?”
He buscado diversas opiniones y estudios que arriba están para su lectura, y, también he plasmado aquí mis propias opiniones sobre todo este complejo tema. Leyendo a unos y otros sabemos que, a nada se ha llegado de manera definitiva pero, la idea de que más allá del horizonte de nuestro Universo, hay algo más, toma fuerza y amplia nuestra visión en relación a dónde podemos estar y lo que, verdaderamente pueda ser todo esto.
Para más abundamiento, se incluyen hoy dos entrevistas que el País publicó sobre el tema y, con ellas, oyendo lo que los científicos opinan del tema, podéis sacar vuestras propias conclusiones. La mías es: ¡Que todo es posible! Sin embargo, necesitamos Tiempo para demostrarlo.
Desde siempre, incluso cuando los miembros ancestrales de nuestra especie. miraban al cielo asombrados al ver aquellos “puntitos brillantes” luminarias en el cielo que destacaban en la oscuridad de la noche. desd4e entonces, nos hemos estado haciendo preguntas que no hemos sabido responder. En el Presente, las preguntas han cambiado pero, tampoco sabemos dar la respuesta.
La clave reside en el hecho de que, cuando conquistamos un nuevo saber… ¡Se nos plantean nuevas preguntas que antes de encontrar ese nuevo saber, no podíamos plantear! Así que, siempre perseguiremos secretos de la Naturaleza y del Universo que, permanecerán escondidos. Creo que existen reglas naturales para que seres como nosotros nunca sepan la verdad sobre todo.
La sensación que tenemos es que estamos apoyados sobre un gran signo de interrogación
Pocas dudas nos pueden caber del hecho cierto de que… ¡Las preguntas son muchas más que las respuestas! Con razón quería aquel gran filósofo hacer un trueque:
“Cambiaría todo lo que se, por la mitad de lo que ignoro.
resulta que el Futuro, para nosotros y todos los que se fueron, y, también los que vendrán… ¡Nunca existirá! Nadie ha estado nunca en el Futuro. Y, lo sorprendente del caso es que, cuando llega… ¡Se hace Presente! Sí, Futuro es el mañana, y, resulta que el mañana se convierte en Hoy en cuando asoma.
Todos estamos condenados a vivir en un Eterno Presente, nuestro Futuro es el Tiempo de los que detrás de nosotros vendrán, y, lo asombroso del caso es que… ¡Para ellos, también será Presente.
Sí, la Entropía se deja notar en las tres generaciones. El paso del Tiempo se deja sentir
El inexorable paso del Tiempo hace posible que, en estas grandes Nebulosas surjan nuevas estrellas, nuevos mundos, y,,,, ¿Nuevas formas de Vida? Lo cierto es que, lo que es hoy, mañana no será. Todo se convierte en algo distinto a lo que fue.
La mente humana es tan compleja que no todos ante la misma cosa vemos lo mismo. Nos enseñan figuras y dibujos y nos piden que digamos (sin pensarlo) la primera cosa que nos sugieren. De entre diez personas, sólo coinciden tres, los otros siete divergen en la apreciación de lo que el dibujo o la figura les trae a la Mente. Un paisaje puede ser descrito de muy distintas maneras según quién nos lo pueda contar.
Solo el 1% de las formas de vida que han vivido en la Tierra están ahora presentes, el 99%, por una u otra razón se han extinguido. Sin embargo, ese pequeño tanto por ciento de la vida actual, supone unos cinco millones de especies según algunas estimaciones. La Tierra acoge a todas esas especies u palpita de vida que prolifera por doquier. Hay seres vivos por todas partes y por todos los rincones del inmenso mosaico de ambientes que constituye nuestro planeta encontramos formas de vida, cuyos diseños parecen hechos a propósito para adaptarse a su hábitat, desde las profundidades abisales de los océanos hasta las más altas cumbres, desde las espesas selvas tropicales a las planicies de hielo de los casquetes polares. Se ha estimado la edad de 3.800 millones de años desde que aparecieron los primeros “seres vivos” sobre el planeta (dato de los primeros microfósiles). Desde entonces no han dejado de aparecer más y más especies, de las que la mayoría se han ido extinguiendo. Desde el siglo XVIII en que Carlos Linneo propuso su Systema Naturae no han cesado los intentos por conocer la Biodiversidad…, de la que por cierto nuestra especie, bautizada como Homo sapiens por el propio Linneo, es una recién llegada de apenas 200.000 años.
Pero entremos en el fascinante “universo” de las partículas subatómicas y veamos que vida tienen y que tiempo están entre nosotros antes de destruirse y desaparecer.
Ahora, hablaremos de la vida media de las partículas elementales (algunas no tanto). Cuando hablamos del tiempo de vida de una partícula nos estamos refiriendo al tiempo de vida media, una partícula que no sea absolutamente estable tiene, en cada momento de su vida, la misma probabilidad de desintegrarse. Algunas partículas viven más que otras, pero la vida media es una característica de cada familia de partículas.
También podríamos utilizar el concepto de “semivida”. Si tenemos un gran número de partículas idénticas, la semivida es el tiempo que tardan en desintegrarse la mitad de ese grupo de partículas. La semivida es 0,693 veces la vida media.
Si miramos una tabla de las partículas más conocidas y familiares (fotón, electrónmuóntau, la serie de neutrinos, los mesones con sus piones, kaones, etc., y, los Hadrones bariones como el protón, neutrón, lambda, sigma, psi y omega, en la que nos expliquen sus propiedades de masa, carga, espín, vida media (en segundos) y sus principales maneras de desintegración, veríamos como difieren las unas de las otras.
Algunas partículas tienen una vida media mucho más larga que otras. De hecho, la vida media difiere enormemente. Un neutrón por ejemplo, vive 10¹³ veces más que una partícula Sigma⁺, y ésta tiene una vida 10⁹ veces más larga que la partícula sigma cero. Pero si uno se da cuenta de que la escala de tiempo “natural” para una partícula elemental (que es el tiempo que tarda su estado mecánico-cuántico, o función de ondas, en evolucionar u oscilar) es aproximadamente 10ˉ²⁴ segundos, se puede decir con seguridad que todas las partículas son bastantes estables. En la jerga profesional de los físicos dicen que son “partículas estables”.
¿Cómo se determina la vida media de una partícula? Las partículas de vida larga, tales como el neutrón y el muón, tienen que ser capturadas, preferiblemente en grandes cantidades, y después se mide electrónicamente su desintegración. Las partículas comprendidas entre 10ˉ¹⁰ y 10ˉ⁸ segundos solían registrarse con una cámara de burbujas, pero actualmente se utiliza con más frecuencia la cámara de chispas. Una partícula que se mueve a través de una cámara de burbujas deja un rastro de pequeñas burbujas que puede ser fotografiado. La Cámara de chispas contiene varios grupos de de un gran número de alambres finos entrecruzados entre los que se aplica un alto voltaje. Una partícula cargada que pasa cerca de los cables produce una serie de descargas (chispas) que son registradas electrónicamente. La ventaja de esta técnica respecto a la cámara de burbujas es que la señal se puede enviar directamente a una computadora que la registra de manera muy exacta.
Una partícula eléctricamente neutra nunca deja una traza directamente, pero si sufre algún tipo de interacción que involucre partículas cargadas (bien porque colisionen con un átomo en el detector o porque se desintegren en otras partículas), entonces desde luego que pueden ser registradas. Además, realmente se coloca el aparato entre los polos de un fuerte imán. Esto hace que la trayectoria de las partículas se curve y de aquí se puede medir la velocidad de las partículas. Sin embargo, como la curva también depende de la masa de la partícula, es conveniente a veces medir también la velocidad de una forma diferente.
Una colisión entre un protón y un anti-protón registrada mediante una cámara de chispas del experimento UA5 del CERN. Lanzan haces de partículas a velocidades relativistas para hacerlas chocar y saber que sale de su interior, es la manera de conocer de qué está hecha la materia.
En un experimento de altas energías, la mayoría de las partículas no se mueven mucho más despacio que la velocidad de la luz. Durante su carta vida pueden llegar a viajar algunos centímetros y a partir de la longitud media de sus trazas se puede calcular su vida. Aunque las vidas comprendidas entre 10ˉ¹³ y 10ˉ²⁰ segundos son muy difíciles de medir directamente, se pueden determinar indirectamente midiendo las fuerzas por las que las partículas se pueden transformar en otras. Estas fuerzas son las responsables de la desintegración y, por lo tanto, conociéndolas se puede calcular la vida de las partículas, Así, con una pericia ilimitada los experimentadores han desarrollado todo un arsenal de técnicas para deducir hasta donde sea posible todas las propiedades de las partículas. En algunos de estos procedimientos ha sido extremadamente difícil alcanzar una precisión alta. Y, los datos y números que actualmente tenemos de cada una de las partículas conocidas, son los resultados acumulados durante muchísimos años de medidas experimentales y de esa manera, se puede presentar una información que, si se valorara en horas de trabajo y coste de los proyectos, alcanzaría un precio descomunal pero, esa era, la única manera de ir conociendo las propiedades de los pequeños componentes de la materia.
Colisionando partículas leptonestau positivos y negativos encontraron los Bosones W+ y W-.
Que la mayoría de las partículas tenga una vida media de 10ˉ⁸ segundos significa que son ¡extremadamente estables! La función de onda interna oscila más de 10²² veces/segundo. Este es el “latido natural de su corazón” con el cual se compara su vida. Estas ondas cuánticas pueden oscilar 10ˉ⁸ x 10²², que es 1¹⁴ o 100.000.000.000.000 veces antes de desintegrarse de una u otra manera. Podemos decir con toda la seguridad que la interacción responsable de tal desintegración es extremadamente débil.
Se habla de ondas cuánticas y también, de ondas gravitacionales. Las primeras han sido localizadas y las segundas están siendo perseguidas.
Aunque la vida de un neutrón sea mucho más larga (en promedio un cuarto de hora), su desintegración también se puede atribuir a la interacción débil. A propósito, algunos núcleos atómicos radiactivos también se desintegran por interacción débil, pero pueden necesitar millones e incluso miles de millones de años para ello. Esta amplia variación de vidas medias se puede explicar considerando la cantidad de energía que se libera en la desintegración. La energía se almacena en las masas de las partículas según la bien conocida fórmula de Einstein E = Mc². Una desintegración sólo puede tener lugar si la masa total de todos los productos resultantes es menor que la masa de la partícula original. La diferencia entre ambas masas se invierte en energía de movimiento. Si la diferencia es grande, el proceso puede producirse muy rápidamente, pero a menudo la diferencia es tan pequeña que la desintegración puede durar minutos o incluso millones de años. Así, lo que determina la velocidad con la que las partículas se desintegran no es sólo la intensidad de la fuerza, sino también la cantidad de energía disponible.
Si no existiera la interacción débil, la mayoría de las partículas serían perfectamente estables. Sin embargo, la interacción por la que se desintegran las partículas π°, η y Σ° es la electromagnética. Se observará que estas partículas tienen una vida media mucho más corta, aparentemente, la interacción electromagnética es mucho más fuerte que la interacción débil.
Durante la década de 1950 y 1960 aparecieron tal enjambre de partículas que dio lugar a esa famosa anécdota de Fermi cuando dijo: “Si llego a adivinar esto me hubiera dedicado a la botánica.”
Si la vida de una partícula es tan corta como 10ˉ²³ segundos, el proceso de desintegración tiene un efecto en la energía necesaria para producir las partículas ante de que se desintegre. Para explicar esto, comparemos la partícula con un diapasón que vibra en un determinado modo. Si la “fuerza de fricción” que tiende a eliminar este modo de vibración es fuerte, ésta puede afectar a la forma en la que el diapasón oscila, porque la altura, o la frecuencia de oscilación, está peor definida. Para una partícula elemental, esta frecuencia corresponde a su energía. El diapasón resonará con menor precisión; se ensancha su curva de resonancia. Dado que para esas partículas extremadamente inestable se miden curvas parecidas, a medida se las denomina resonancias. Sus vidas medias se pueden deducir directamente de la forma de sus curvas de resonancia.
Bariones Delta. Un ejemplo típico de una resonancia es la delta (∆), de la cual hay cuatro especies ∆ˉ, ∆⁰, ∆⁺ y ∆⁺⁺(esta última tiene doble carga eléctrica). Las masas de las deltas son casi iguales 1.230 MeV. Se desintegran por la interacción fuerte en un protón o un neutrón y un pión.
Existen tanto resonancias mesónicas como bariónicas . Las resonancias deltas son bariónicas. Las resonancias deltas son bariónicas. (También están las resonancias mesónicas rho, P).
Las resonancias parecen ser solamente una especie de versión excitada de los Hadrones estable. Son réplicas que rotan más rápidamente de lo normal o que vibran de diferente manera. Análogamente a lo que sucede cuando golpeamos un gong, que emite sonido mientras pierde energía hasta que finalmente cesa de vibrar, una resonancia termina su existencia emitiendo piones, según se transforma en una forma más estable de materia.
Por ejemplo, la desintegración de una resonancia ∆ (delta) que se desintegra por una interacción fuerte en un protón o neutrón y un pión, por ejemplo:
∆⁺⁺→р + π⁺; ∆⁰→р + πˉ; o п+π⁰
En la desintegración de un neutrón, el exceso de energía-masa es sólo 0,7 MeV, que se puede invertir en poner en movimiento un protón, un electrón y un neutrino. Un Núcleo radiactivo generalmente tiene mucha menos energía a su disposición.
El estudio de los componentes de la materia tiene una larga historia en su haber, y, muchos son los logros conseguidos y muchos más los que nos quedan por conseguir, ya que, nuestros conocimientos de la masa y de la energía (aunque nos parezca lo contrario), son aún bastante limitados, nos queda mucho por descubrir antes de que podamos decir que dominamos la materia y sabemos de todos sus componentes. Antes de que eso llegue, tendremos que conocer, en profundidad, el verdadero origen de la Luz que esconde muchos secretos que tendremos que desvelar.
Esperemos que con los futuros experimentos del LHC y de los grandes Aceleradores de partículas del futuro, se nos aclaren algo las cosas y podamos avanzar en el perfeccionamiento del Modelo Estándar de la Física de Partículas que, como todos sabemos, es un Modelo incompleto que no contiene a todas las fuerzas de la Naturaleza. Además introduce cerca de una veintena de sus parámetros que son aleatorios y no han sido explicados. Uno de ellos era el Bosón de Higgs, que dicen que ha sido encontrado. Sin embargo, a mí particularmente me quedan muchas dudas al respecto.
Muchas son las veces en las que, en este blog hemos explicado la inmensa importancia que tiene el átomo en el Universo. ¡Todo lo grande está hecho de cosas pequeñas! Y, lo sorprendente del átomo es que, siendo tan pequeño que ni los más sofisticados microscopios lo pueden mostrar, y, siendo infinitesimalmente pequeño, si lo dividimos en 100.000 parte, una de ellas sería el núcleo.
Una vez explicado lo anterior, nos podemos dar una idea de que de un objeto que no podemos ver ni con la ayuda del mejor microscopio, lo hemos dividido en cien mil partes, y, una de ellas, el Núcleo, contiene una complejidad asombrosa:
En el núcleo moran los nucleones (que son hadrones de la rama barión, como los protones y neutrones), pero estos nucleones están hechos de otras partículas aún más pequeñas que se reúnen en tripletes y se llaman Quarks, así el protón está conformado por dos Quarks up y un Quark down, mientras que el neutrón, está hecho por dos Quarks down y un Quark up.
Los Quarks están confinados dentro de los nucleones (protones y neutrones), y, son retenidos allí por la fuerza nuclear fuerte que es intermediada por otra familia de partículas denominadas Bosones y que se llaman Gluones.
El núcleo del átomo que, recordemos que es una parte del cien mil del mismo átomo, contiene el 99,9% de toda la masa del átomo. Y, la fuerza nuclear fuerte (la más fuerte de todas las fuerzas fundamentales, actúa, al contrario de las otras tres fuerzas fundamentales, es decir, crece con la distancia.
Sí, el señor del video nos explica muchas cosas pero, quería resumir mi sencilla versión para que, los visitantes a este lugar que lean el contenido, tengan otra versión más corta y más sencilla de lo que l átomo es.
Una cosa es bien segura, A pesar de su infinitesimal dimensión, el átomo es uno de los objetos más importantes del Universo, y, como nos pasa con la complejidad del cerebro, no todas las regiones las tenemos dominadas y, ahí están presentes secretos que tratamos de desvelar.
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por Emilio Silvera ~
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