Hace unos días, cerca de Cessy (Francia), una mujer paseaba con su perro ajena a lo que se cocía bajo sus pies. Era un entorno idílico. Campos verdes con nieve en las umbrías, granjas de vacas y los Alpes recortados en el horizonte. Mientras, a 100 metros bajo tierra, cientos de operarios, ingenieros y físicos hacían los últimos ajustes para encender la mayor máquina del mundo, capaz de reproducir lo que pasó en el universo poco después del Big Bang.

           Vista lateral del experimento CMS, uno de los mayores del CERN

El Gran Colisionador de Hadrones, o LHC, en la frontera entre Francia y Suiza, intenta localizar partículas de la “materia oscura”. Entre sus muchos logros aún está en la memoria de todos el famoso Bosón que según nos dicen da masa a las partículas. En esa ocasión ya se consiguió todo un récord mundial con el descubrimiento del bosón de Higgs. Lo que deparará esta segunda etapa, que durará hasta 2018, no lo sabe nadie. Tras un tiempo de reparación y acondicionamiento el acelerador se puso a funcionar al doble de potencia y cruzará una frontera de la física nunca antes traspasada. ¡Veremos que nos encontramos! Incluso podría ser alguna sorepresa ¿desagradable? Bueno, si las cosas se hacen bien, no tiene por que producirse ningún acontecimiento negativo (aunque hace unos días el LHC “fue atacado” y se paralizaron los trabajos, ¡una ardilla tuvo la osadía de introducirse en la máquina!

El Large Hadron Collider (LHC) hace unos años nos sorprendía con la confirmación de la existencia del bosón de Higgs, Después de aquello volvió a tener una parada para revisiones hasta que de nuevo, los protones volvieron a circular por este túnel de 27 kilómetros de longitud, preparados para ofrecernos nuevos hallazgos científicos. Bueno, eso dicen los del LHC que se empeñan en buscar partículas de materia oscura que llaman WIMPs, cuando no se sabe ni si la “materia oscura” existe en realidad. Es toda una paradoja el que una maquinaria tan enormemente grande que dispone de tan descomunal energía, se disponga a realizar experimentos en busca de la “nada”, ya que, lo cierto es que no saben ni si encontraran alguna cosa.

      Nuevos detectores nos darán mucha más información

El último parón ha servido para que los ingenieros a cargo del CERN hayan realizado importantes mejoras en esta estructura, y la nueva puesta en funcionamiento con el doble de la energía de lo que lo había hecho en el pasado ciclo de experimentos, seguramente, dará alguna sorpresa. A mí me gustaría que los resultados nos dijeran si existe algo más allá de los Quarks.

Los protones son inyectados en ese particular circuito, al principio a una energía relativamente pequeña, pero poco a poco la van aumentando hasta alcanzar los 13 teraelectronvoltios (TeV). Al incrementar el número de protones aumentará el número de colisiones y la temperatura, y a finales de Abril de 2.016 se alcanzó su pico de energía de las partículas que circulen en el interior del LHC. Ahora a esperar resultados. Son muchos los datos que han quedado para su análisis.

El descubrimiento del bosón de Higgs fue crucial para “completar” la formulación del modelo estándar de la física de partículas, pero dicha teoría está aún incompleta, y otra teoría llamada supersimetría sugiere que hay una partícula aún no descubierta que acompaña a cada una de las existentes en el modelo estándar. Estas son algunas de las partículas que los científicos esperan detectar en la nueva ronda de experimentos, y sobre todas ellas destaca la “partícula de materia oscura”, que según los físicos constituye el 26% del universo.

“El experimento Cosine-100, instalado a 700 metros debajo del suelo en Corea del Sur, cuenta con participación brasileña. Los primeros datos recabados se dieron a conocer en un artículo publicado en Nature (imagen: cristales de yoduro de sodio dopados con talio que componen la estructura del nuevo detector de materia oscura.”

“El experimento italiano DAMA (Dark Matter) para la búsqueda directa de la materia oscura ha observado con 8,9 sigmas una modulación anual con un máximo entre mayo y junio, consistente con lo esperado para una señal de la materia oscura. El experimento ha acumulado datos durante 13 años de operación, primero DAMA/NaI entre 1995 y 2002, y luego DAMA/LIBRA entre 2003 y 2010. La amplitud de la modulación en la energía de retroceso de las moléculas de yoduro de sodio (dopado con talio) NaI(Tl) se puede interpretar como la colisión de una partícula WIMP de materia oscura de unos 10 GeV de masa que colisione con los núcleos de sodio, o con una de unos 80 GeV que colisione con los núcleos de yodo. Los datos de otros experimentos, como CoGeNT descartan una WIMP con 80 GeV de masa, luego todo apunta a una partícula WIMP de unos 10 GeV. El problema es que los resultados de DAMA están en contradicción con los resultados de otros experimentos (como CDMS o XENON100). Se han propuesto explicaciones de la modulación sin materia oscura, pero ninguna ha sido confirmada. Nos lo cuentan Katherine Freese, Mariangela Lisanti, Christopher Savage, «Annual Modulation of Dark Matter: A Review,» To appear in Review of Modern Physics, arXiv:1209.3339, Subm. 14 Sep 2012.”

Fuente: Ciencia de la Mula Francis

 

Datos de mayo de 2004. La zona verde representa el resultado del experimento DAMA, en comparación con los límites de precisión de los experimentos CDMS y EDELWEISS. Desde entonces, as mejoras en los resultados han sido significativas.

“El CDMS (Cryogenic Dark Matter Search), situado en la mina Soudan (Minnesota, Estados Unidos), utiliza una técnica basada en el almacenamiento de cristales de germanio y silicio a una temperatura muy fría. Los cristales, que tienen un tamaño similar al de un disco de hockey, son enfriados a la temperatura de 50 milikelvin (0,05 K). Esta temperatura tan cercana al cero absoluto hace que los átomos del cristal vibren muy lentamente, por lo que, si cualquier WIMP impactara contra un átomo del cristal, se produciría una onda de sonido, pues el átomo que recibe el impacto desplaza en su vibración a los átomos de su alrededor, tarea de la que se encarga una capa de metal (aluminio y tungsteno). Este tungsteno se encuentra a una temperatura crítica, por lo que ejerce de superconductor, y las vibraciones que se generan en el cristal calientan la capa de metal, que se detecta a través del cambio en la resistencia del mismo.”

Sí los WIMPS han sido buscados por muchos y de muchas maneras pero, sin encontrarlos hasta el momento, y, en ello, está empeñado el LHC que cuenta con más potencia que otros experimentos.

Si los WIMPs, finalmente resultan ser las partículas responsables de la “materia oscura” no bariónica ( si es que realmente existen), deberían tener propiedades muy concretas al hacer “imposible” o “difícil” que no podamos verlos a pesar de que conforma una gran parte de la masa del Universo, no interacciona mediante la fuerza electromagnética, lo que nos lleva a pensar que son neutras y, sin embargo, sí parece que emitan fuerza gravitatoria… ¡Es todo tan raro!

En física, el consenso científico es que la materia oscura existe con una certeza del 100% (Bueno, yo no entro en ese 100 x 100 y soy muy escéptico en cuanto a la existencia de esa materia oscura a la que se agarran los cosmólogos como el ahogado a un clavo ardiendo, ya que, de otra manera no sabrían explicar por qué las galaxias se alejan unas de otras a tanta velocidad y lo mismo las estrellas en las galaxias, y, la explicación más fácil para ellos… ¡la materia oscura!. Sabemos que interacciona muy poco con la materia ordinaria, por ello detectarla es extremadamente difícil, pero la están buscando con ahínco y tesón en un rango de 90 órdenes de magnitud. Has leído bien, buscamos una partícula con una masa entre los yocto-gramos y los yotta-gramos. La han descartado en muchos lugares, pero hay muchos otros en los que aún podría esconderse.

Uno de los grandes objetivos del LHC Run 2 es buscar una partícula candidata a la materia oscura si es que hay alguna que esté a su alcance. No sabemos si está a su alcance. Pero no perdemos la esperanza de que la encuentre. (Dicen algunos físicos del LHC).

 

“La materia oscura es un corpúsculo (si es macroscópico) o una partícula (si es microscópica) neutro (para la carga eléctrica y para la carga de color), que tiene una vida media muy larga y que interacciona débilmente con la materia ordinaria, quizás sólo gracias al bosón de Higgs. Uno de los objetivos del LHC Run 2 es explorar la búsqueda de una partícula de materia oscura en un pequeño rango de energías (la escala débil entre cientos y miles de GeV). Nos gusta creer que hay muchas razones físicas por las cuales debería esconderse en dicha escala. Pero la Naturaleza es sutil, aunque no perversa. Igual que el borracho que ha perdido sus llaves al entrar en casa de noche las busca debajo de la farola, donde hay luz, aunque esté a unos metros de distancia, buscamos la partícula donde podemos hacerlo. Y nuestra esperanza es encontrarla, pero si no la encontramos allí, como somos tercos, seguiremos buscándola.”

La hipótesis de la materia oscura no es perfecta, pero las alternativas son peores

Nos dicen:

• No interacciona con la fuerza electromagnética (no absorbe, ni refleja, ni emite luz).
• Tampoco interacciona con la materia bariónica (ordinaria).
• No la podemos ver, pero ejerce un efecto gravitatorio medible sobre la materia ordinaria, y de esta manera la podemos detectar.

El punto dos y el tres son contradictorios. Sino interacciona con la materia bariónica ordinaria ¿Cómo puede interaccionar por medio de la Gravedad? Todo esto genera incredulidad.

Nos van a volver locos, nos hablan de:

Los MACHOS dejan de ser candidatos para la materia oscura del universo, en su lugar surgen las partículas SIMPS.

Contradicciones una tras otra.

Dicen que la ventana WIMPs para la “materia oscura” sigue abierta

Aun no sabemos si, en realidad, existe la materia oscura. Pero buscamos las hipotéticas partículas de las que pudiera estar constituida.

Axiones

Científicos proponen cómo detectar axiones, los ladrillos constituyentes de la materia oscura.

En realidad tendrían que decir: … los supuestos ladrillos de la “materia oscura”…

Pero… ¡Qué es un Axión?

El axión es una partícula hipotética que lleva el nombre de un detergente para ropa, porque sus supuestas propiedades «limpiaron» un conflicto entre una teoría conocida como cromodinámica cuántica y ciertos resultados experimentales.

A diferencia de los otros candidatos a materia oscura, los axiones serían extremadamente fríos y ligeros.

Con una masa inferior a la millonésima parte de la diminuta masa del electrón, los axiones son tan ligeros que se los describe mejor como ondas, cuyos campos asociados pueden extenderse a lo largo de kilómetros.

A pesar de ser tan extremadamente ligeros, los axiones existirían en cantidades tan grandes, que podrían explicar gran parte de la materia oscura del Universo.

Debido a que existen cerca del cero absoluto, la temperatura donde se detiene todo movimiento, los axiones esencialmente no se mueven, por lo que son una especie de fluido fantasmal, a través del cual se mueve todo lo demás.

Si los axiones existiesen en abundancia, los campos magnéticos que impregnan la Vía Láctea los dispersarían ocasionalmente, lo que generaría ondas de radio de una frecuencia que depende de la masa del axión.

El detector de axiones más avanzado del mundo, en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en California, busca esas ondas de radio en una amplia banda de frecuencias. Sin embargo, hasta ahora todas las búsquedas de axiones han resultado infructuosas.

Como veréis, estos hablan de las partículas y de la materia oscura como si fueran objetos familiares con los que estamos a diario interaccionando, cuando en realidad, todo son hipótesis y creencias asentadas a través de indicios y conexiones “lógico-mentales” que no sabemos, aún, si van en la buena dirección.

¡Ya veremos que pasa! Me gustaría que acertaran y aparecieran los dichos WIMPs, confirmando todas esas teorías, así podríamos comenzar la búsqueda de otras partículas que, como el Gravitón, están por ahí perdidas y tampoco podemos encontrarla.

De Neutrinos, de materia Fría y materia Caliente…. La sensación es que, a pesar de las afirmaciones de muchos… ¡Están dando palos de ciego!

Lo mismo podían hablar de Hadas, de Gárgolas, de Princesas encantadas, o, de Magos con su varita mágica.

Lo único cierto es… ¡Que sabemos tan poco! ¡Qué nos queda tanto por saber! Pero eso sí, teorizar sabemos hasta el infinito.

Emilio Silvera Vázquez

[?]

A la caza del «simetrón», la partícula que explicaría la Energía Oscura.

Un experimento de alta precisión no consigue evidencias de un «campo de simetrón», similar al Higs y que impregnaría todo el Universo.

Ahí fuera, en la inmensidad del Universo, hay muchas cosas que aún no conocemos. Con esa única certeza en sus mentes, miles de investigadores llevan años buscando pruebas materiales de la existencia de materia y energía oscuras, cuyos efectos se han comprobado, pero que hasta ahora nadie ha sido capaz de detectar. De hecho, con nuestro inventario actual de partículas y fuerzas de la Naturaleza, no hemos sido aún capaces de explicar los fenómenos cosmológicos más importantes, como por ejemplo el hecho de que el Universo se esté expandiendo a un ritmo cada vez más rápido.

Supuesto campo de simetrones» que impregnaría todo el espacio

Por supuesto, existen un buen puñado de tentativas, que en forma de teorías son las «armas» con las que los físicos intentan desentrañar el misterio de esa expansión acelerada. Y una de ellas es la que presupone la existencia de un «campo de simetrones» que impregnaría todo el espacio de forma muy similar a como lo hace el campo de Higgs.

Será difícil constatar que existe la “materia oscura” que, según parece, no se deja detectar

Para poner a prueba esa teoría, un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Viena ha desarrollado un experimento capaz de medir, con la ayuda de neutrones, incluso la presencia de las fuerzas más débiles. Con la esperanza de hallar evidencias del simetrón, los físicos tomaron medidas durante más de cien días en su laboratorio del Instituto Laue-Langevin. El experimento se describe con todo detalle en un artículo recién publicado en Nature Physics.

Pero los simetrones no aparecieron. Y aunque este no es el final de la teoría, lo cierto es que excluye la posibilidad de que los simetrones existan en una amplia gama de parámetros. De forma que la tan ansiada energía oscura tendrá que explicarse de un modo diferente.

La dificultad de encontrar los simetrones

Según Hartmut Abele, investigador principal del proyecto, la teoría del simetrón proporciona una explicación particularmente elegante para la materia oscura. «Ya tenemos pruebas del campo de Higgs, y el campo del simetrón está muy relacionado». Sin embargo, igual que sucedió con la partícula de Higgs, cuya masa no se conocía hasta que se confirmó la existencia de la partícula, las propiedades físicas de los simétrones no pueden predecirse con precisión.

Tal y como explica Abele, «nadie puede decir cuál es la masa de los simetrones, ni cómo de fuerte interactúan con la materia normal. Es por eso que es tan difícil probar su existencia, o inexistencia, de forma experimental».

Sabemos que existen los púlsares pero… la “materia oscura”…

Por lo tanto, los científicos avanzan en este campo extremando las precauciones, de un experimento a otro, probando diferentes rangos de parámetros. Por ejemplo, ya estaba claro que, de entrada, se podían excluir varios rangos, ya que los simetrones con alta masa y bajas constantes de acoplamiento no pueden existir sin que las investigaciones realzadas con átomos de hidrógeno hubieran dado resultados diferentes a los obtenidos. De forma similar, los simetrones en ciertos rangos con constantes de acoplamiento muy altas también pueden excluirse, ya que ya se habrían detectado en otros experimentos.

Dicho lo cual, todavía queda un amplio margen de rangos en los que los simetrones podrían existir, y eso es precisamente lo que el equipo ha buscado este experimento.

¿Un campo de simetría?

Una corriente de neutrones extremadamente lentos se disparó entre dos superficies de espejo. Los neutrones se pueden encontrar en dos estados físicos cuánticos diferentes. Las energías de estos estados dependen de las fuerzas ejercidas sobre el neutrón, y esto es lo que hace que esta partícula sea un detector de fuerza tan sensible. Si la fuerza que actúa sobre el neutrón justo por encima de la superficie del espejo es diferente de la fuerza que impera más arriba, sería un fuerte indicador de la existencia de un campo de simetría. Los investigadores calcularon la influencia que debería tener un campo de simetría sobre el neutrón. Pero no fueron capaces de observar ese efecto, y ello a pesar de la extrema precisión de la medición.

De forma que, por el momento, las cosas no parecen ir demasiado bien para la teoría del campo del simetrón, aunque es demasiado pronto para excluir por completo su existencia. «Hemos excluido un amplio dominio de parámetros -explica Abele-. Si hubiera simetrones con propiedades en este dominio, los habríamos encontrado». Sin embargo, para cerrar las lagunas que aún quedan, la ciencia necesita de medidas aún mejores. Eso, o un descubrimiento importante e inesperado que brinde una solución completamente diferente al misterio de la energía oscura.

En noticias como esta que arriba dejo reseñada, y, publicada por ABC, prensa diaria, tenemos que tomarla como lo que es, una persecución de algo que no sabemos a ciencia cierta de que pueda existir, más bien se debe a una intuición de algún físico que, en su mente dedujo que debería existir esa energía y esa “materia oscura” de la que no dejamos de hablar, y, como en el caso de la Teoría de Cuerdas o de esa “famosa” Teoría del Todo… ¡Seguiremos esperando durante mucho, mucho, mucho, muchísimo tiempo!

Pero no dejan de hablar de está ¿exótica? ¿misteriosa? ¿peculiar? ¿hipotética? “materia” como si realmente existiera.

Bueno, decir “hasta ahora”…. Es mucho dexcir.

Según creo, lo cierto es que, los cosmólogos no pueden explicar como se pudieron formar las galaxias a pesar de la expansión de Hubble, lo lógico sería pensar que la materia allí presente se dispersaria no dejando dicha formación. Sin embargo las galaxias se formaron, y, eso nos hace pensart que allí, en aquellos momentos, “había” aalgo que generaba Gravedad y que retivo a la materia para las que ñlas galaxias se pudieran formar.

Así cuando le preguntaban a los cosmólogos ¿Cómo se pudieron formar las Galaxias a pesar de la expasión de Hubble?, se encpontraban en un gran apuro, no sabçian que decir. Pero en un momento dado0, llegó Fritz Zwicky (a menudo conocido como el padre de la materia oscura moderna) en el año 1933. El hombre tenía la tesis de que, las galaxias se pudieron formar por la presencia de “la materia oscura”, que generaba Gravedad, no emitía radiación, era invisible…

Todos se agarraron como el que se ahoga a un hierro al rojo, ya tenían la respuesta, y, de esa manera, la “materia oscura” ha estado “viviendo” en la boca de todos, en los artículos de “ciencia”, en las charlas de algunos que, en luigar decir:

“Las galaxias se mueven como si la presencia de una clase de materia desconocida estuviera presente, las obligara a viajar más de prisa”, decían:

“El movimiento de las galaxias es debido a la presencia de la materia oscura”. Y, como no saben lo que realmente pueda ser eso, ya que, no la ven, no captan la radiación que emite la materia, y ven que nla Gravedad en este caso puede ser la aliada, afirman rotundamente la preswencia de dicha materia.

Lo cierto es que no tienen ni idea si realmente existe.

En este punto, me gustaría aclarar que, ciertamente, la formación de las galaxias, nos dice que “allí” había algo que ayudó a que eso fuese posible. Los Griegos le llamaban Ylem, o, Sustancia Cóscmica. Ellos tenían intuiición, nos hablaron del Átomo y de los Elementos.

Me hace gracia y me cae boien el Físico y Premio Noben de Holanda, Martinus J. G. Veltman, que con respeto a todo esto decía: “La materia Oscura, es la alfombra bajo la cual, los cosmólogos, barren su ignorancia.”

Emilio Silvera Vázquez

[?]

Quark arriba (Up) y quark abajo (Down.

Quark encanto (Charm) y quark extraño (Strange(s).

Quark cima (Top ) y quark fondo (Bottom.

Las tres generaciones de Quarks. Cada generación es más pesada y más inestable que la anterior. La materia estable del universo se compone únicamente de los dos primeros.

Uno de los enigmas más grandes de la física de partículas a día de hoy es por qué existen tres generaciones de partículas, tres copias idénticas pero de masa muy superior de las partículas que conforman toda la materia que observamos en el universo.

 ¿Pueden dialogar los objetos más pequeños que conocemos? Bueno, aquí hacemos un ejercicio de imaginación para suponer que sí, y, veamos que dirían.

Los quarks son partículas fundamentales, lo que significa que no están compuestos de piezas más pequeñas. En la física moderna, se les considera partículas puntuales, lo que quiere decir que carecen de dimensiones espaciales medibles o volumen (son infinitamente pequeños).

Como no sabemos a ciencia cierta, la verdadera naturaleza de muchas de las cosas que creemos conocer, se podría dar el caso de que, en el centro del núcleo atómico y dentro de un protón y un neutrón, dos Quarks, estuvieran entablando la conversación siguiente:

 Oye, amigo up, ¿no te cansas de estar aquí confinado? ¡no te gustaría conocer qué mundo puede haber fuera de éste nuestro tan reducido en el que vivimos?

 Pues, si te digo la verdad, estimado down, si que estoy un poco frustrado de que, los persistentes Gluones, no me dejen alejarme mucho de la demarcación estipulada por la libertad asintótica. Y, si te he de ser sincero, preferiría mirar el mundo que, según indicios que me han llegado, es mucho mayor de lo que nosotros podemos contemplar.

 Llevas toda la razón, a veces me desespera este mar de gluones que nos agarra impidiéndonos salir al exterior misterioso. ¿Qué cosas podríamos contemplar ahí fuera?

[?]

        De nuevo ponemos este video por su enorme interés y los vastos conocimientos de la exponente

[?]

Hemos tratado de crear Modelos de todo aquello que deseamos comprender, y, con más o menos aciertos, utilizando el estudio, la observación y el experimento, construimos el cuadro que más se pueda acercar a lo que conocemos, y, como en otras muchas cuestiones, en dicho cuadro, existen rincones oscuros a los que no llegó la luz de la comprensión.

De todo hemos construidos teorías y modelos que nos puedan explicar (dentro de lo posible) la Historia

      Sumerios y Babilonios, aquellos primeros pueblos y primeras ciudades conocidas

Aquellos pueblos dieron un gran paso en el saber del mundo: matemáticas, agricultura, las primeras ciudades, la rueda, la domesticación de animales…

La gran contribución del pueblo griego y sus filósofos naturales, las matemáticas, la democracia… Una manera nueva de mirar las cuestiones con la vista puesta en un horizonte más lejano.

     Mapa chino del siglo vii que muestra las constelaciones del Polo Norte

                  La Ciudad prohibida, el colosal palacio imperial de la Dinastía Ming

                                 Ilustración de Eruditos en el día a día en la Casa de la sabiduría

                                      Todos los pueblos aportaron algo

                                             El arte romano

Sería tedioso y muy largo el relacionar aquí todo lo bueno que hicieron los distintos pueblos del mundo

                 Imágenes captadas por los dos Telescopios espaciales de arriba

[?]