Gran colisionador de hadrones

El LHC ha sido creado con múltiples fines: entender el significado de la masa de las partículas y por qué poseen distintas masas. Conocer las particularidades de la materia oscura. Conocer la cantidad de partículas totales que posee un átomo. Hallar la existencia o no de partículas supersimétricas y analizar las características de la simetría en la antimateria. Replicar varios pequeños big bangs y descubrir, en caso de existir, nuevas dimensiones.


Pero algunos avances requieren de un golpe de efecto (y de fe), de cierto sensacionalismo autoconsciente. Mucho conocimos la gigantesca máquina de Ginebra a partir de cierta teoría sobre campos magnéticos y partículas elementales que interactúan entre ellas, adquiriendo masa.

Postulado desde la década de los 60, los experimentos ATLAS y un año de datos en el LHC llegaron a la misma conclusión. Ahí se encontraba lo que habían estado buscando durante demasiado tiempo. El detector Atlas encontró el bosón en el rango de 126 GeV (giga-electronvoltios), y, el CMS, en 125 GeV.

La partícula elemental bosón de Higgs fue presentada en sociedad durante el verano de 2012. Un año más tarde, el 8 de octubre de 2013, se concedería a Peter Higgs y François Englert el Nobel de Física. El primer gran tanto del CERN.

¿Qué es la ‘partícula de Dios?

A una partícula fundamental, el bosón de Higgs, se le ha llamado la partícula de Dios a menudo. A los físicos no nos gusta ese nombre. Nunca oirás a un físico o una física que lo use. Pero en 1993 el premio Nobel de Física Leon Lederman escribió un libro de divulgación sobre las partículas elementales que se llamó así: “La partícula de Dios: si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?”. Y en él, Lederman cuenta el origen de ese apodo para el bosón de Higgs. El autor quería llamar a su libro La maldita partícula (The Goddamn Particle) porque su detección se resistía con tozudez, pero los editores pensaron que podía resultar ofensivo y se inclinaron por “La partícula de Dios” (the god particle) que les pareció mucho más comercial. El libro fue un éxito y popularizó esa fórmula para referirse a un bosón, el Higgs, tan esquivo para la ciencia y del que se esperaba que resolviera una buena parte de lo que se desconocía sobre los primeros instantes del universo. Se llame como se llame al bosón de Higgs lo que es innegable es que tiene una gran historia detrás.

El Higgs es una de las partículas elementales que predice el modelo estándar. Vayamos por partes. El modelo estándar es para la física como la tabla periódica de los elementos para la química. En él están todas las partículas básicas de las que está formada la materia. Es decir, los componentes más pequeños de todo lo que existe en el universo, aquellos que, según suponemos, no pueden dividirse más. A esos componentes básicos los llamamos partículas elementales o fundamentales.

Las partículas fundamentales pueden ser de dos tipos: fermiones y bosones. Los fermiones son los que constituyen la materia, es decir, los electrones y sus primos pesados, muones y taus, y los quarks. Eso quiere decir que los fermiones son los constituyentes básicos de, por ejemplo, tú que estás leyendo esto, las estrellas, la silla en la que te sientas, este periódico, las nubes, la cerveza o esta mosca tan pesada.

Los bosones no son constituyentes de nada pero son los que hacen que el resto de las partículas interaccionen, son los que hacen que pasen cosas. Por ejemplo, para que existan interacciones electromagnéticas, como los fenómenos eléctricos, se necesita una de estas partículas, el fotón.

El bosón de Higgs es tan importante dentro del modelo estándar porque él es el que ayuda a que todas las partículas tengan masa. La masa es aquella característica de la materia que medimos con los kilos. Aunque las partículas elementales son tan diminutas que su masa es muy cercana a cero, pero no es cero. Sin el Higgs la teoría no funcionaba. En el modelo estándar se había predicho, y uno de los que hizo fue un físico llamado Peter Higgs en 1964, un mecanismo mediante el que las partículas elementales habrían obtenido su masa. A eso se le llamó “mecanismo de Higgs” y a la partícula que lo provocaría, bosón de Higgs. La explicación era muy elegante pero con el paso de los años apareció un problema. El bosón de Higgs no aparecía. Se realizaban experimentos para buscarlo pero la maldita partícula seguía sin detectarse. El desánimo había empezado a cundir cuando ocurrió: el 4 de julio de 2012, una institución europea que investiga la física de partículas, el CERN, anunciaba, por fin, que lo había conseguido. En sus instalaciones del LHC (Gran Colisionador de Hadrones por sus siglas en inglés) se había observado una nueva partícula fundamental: el bosón de Higgs. Así que, por el momento, el modelo encaja.

¿Que es un agujero blanco?

Agujero blanco. Es el término propuesto para definir una solución de las ecuaciones del campo gravitatorio de Einstein, cuya existencia se cree imposible, debido a las condiciones tan especiales que requiere.

Se trata de una región finita del espacio-tiempo, visible como objeto celeste con una densidad tal que deforma el espacio pero que, a diferencia del agujero negro, deja escapar materia y energía en lugar de absorberla. De hecho ningún objeto puede permanecer en el interior de dicha región durante un tiempo infinito. Por ello se define un agujero blanco como el reverso temporal de un agujero negro: el agujero negro absorbe a su interior a la materia en cambio el agujero blanco la expulsa.



Hipótesis Moderna:

A diferencia de los agujeros negros, para los cuales existe un proceso físico bien estudiado, es el colapso gravitatorio que se produce cuando una estrella algo más masiva que el sol agota su "combustible" nuclear, no hay un proceso análogo claro que lleve con seguridad a producir agujeros blancos. Aunque se han apuntado algunas hipótesis:

En principio se ha supuesto a los agujeros blancos como una especie de "salida" de los agujeros negros, ambos tipos de singularidades probablemente estarían conectadas por un agujero de gusano (notar que, como los agujeros blancos, los agujeros de gusano aún no han sido encontrados hasta ahora); cuando se descubrieron los quásares se supuso que estos eran los buscados agujeros blancos pero en la actualidad tal supuesto ha sido descartado.


La inestabilidad del agujero blanco es consecuencia de la acumulación de materia y energía a su alrededor que lo acaban llevando al colapso. De esta manera, la tendencia del agujero blanco es convertirse rápidamente en agujero negro. Es la "teoría de los agujeros blancos son tímidos", como la denomina el físico Paul Halpern.

La Luna se está achicando

 La Luna se está achicando a medida que su interior se enfría.

Al igual que una uva se encoje cuando se transforma en una pasa, la Luna adquiere arrugas al achicarse, señaló la NASA en un comunicado.

Pero a diferencia de la piel flexible de una uva, la corteza de nuestro satélite es frágil y se quiebra en este proceso, formando fallas en las que una sección de la superficie es empujada sobre otra.

En los últimos cientos de millones de años la Luna se ha vuelto cerca de 50 metros más delgada, indicó la agencia espacial estadounidense.



Sismómetros lunares
Watters y los otros investigadores que participaron en el estudio llegaron a sus conclusiones en base a datos de cuatro sismómetros colocados en la Luna por astronautas de las misiones Apollo 11, 12, 14, 15 y 16.

El sismómetro del Apollo 11 operó durante solo tres semanas, pero los otros registraron 20 terremotos lunares entre 1969 y 1977, de magnitudes de entre 2 y 5 en la escala de Richter.

Falla en la superficie lunar

Los sismómetros son instrumentos que miden los movimientos producidos durante terremotos y registran el tiempo de llegada y la intensidad de las diferentes ondas, con el fin de estimar la ubicación del punto de origen o epicentro.

Los científicos aplicaron un algoritmo o programa matemático desarrollado especialmente para detectar epicentros de sismos captados por redes de sismómetros poco extensas.

Watters y su equipo encontraron que ocho de los 28 lunamotos poco profundos tuvieron lugar en un radio de 30 km de fallas visibles.

La distancia es lo suficientemente corta como para atribuir los sismos a esas fallas en la corteza lunar.

6 rarezas del universo cuántico que te causarán asombro

6. Materia que nace y desaparece

Siempre nos imaginamos el espacio como un lugar completamente vacío, sin embargo, a la luz de las últimas observaciones, la ciencia considera que en el cosmos es una gran masa de partículas que pueden surgir de repente tomando para ello energía del universo. Igualmente pueden desaparecer sin más ni más.

5. Los agujeros negros no son negros

Que los agujeros negros no son negros en lo absoluto no solo resulta una rareza sino una afirmación ilógica. Y aun así, es cierta. Los agujeros negros son oscuros pero no negros, pues emiten una luz llamada Radiación de Hawking―descubierta por el físico Stephen Hawking―. Eventualmente, el agujero irá perdiendo su masa y su energía hasta desaparecer.

4. Ubicuidad de las partículas

La ubicuidad de las partículas es una de las mayores rarezas del universo cuántico. Una partícula puede estar en dos lugares al mismo tiempo y eso, definitivamente, desafía nuestra lógica cartesiana. En efecto, los experimentos prueban que, antes de ser medido, un electrón que es colocado ante una placa con dos aberturas no atraviesa una u otra, sino ambas entradas.

3. La clave está en la observación humana

A lo largo de los años, los científicos han llegado a una conclusión muy interesante en relación con las partículas: la observación humana de estos eventos, de cierto modo, obliga al propio universo a tomar un camino. En el ejemplo anterior, cuando se realiza una medición, el electrón asume una de las dos aberturas. En el famoso experimento de Schrödinger, el gato está vivo-muerto mientras no abrimos la caja, pero al hacerlo, aparece una de las dos variantes. Es algo extraño, confuso, pero que señala una relación indisoluble entre el conocimiento humano y su percepción.

2. ¿Dónde están las partículas?

Otra cosa extraña es que nunca podemos saber con exactitud dónde se encuentra una partícula y cuál es su velocidad en un mismo instante de tiempo. Ello significa que si conocemos a qué velocidad va esa partícula no podemos localizarla, en cambio, si sabemos dónde se encuentra, no sabremos cuán rápido se está desplazando.

1. El presente afecta el futuro

Más extraño aún resulta el siguiente fenómeno: en el mismo experimento del electrón ante una placa con dos aberturas, se ha comprobado que si se observa cuál de las dos entradas atraviesa la luz, esta se comporta como una partícula, sin embargo, cuando se observa la pantalla a la cual llega ese haz, la luz se comporta como onda. Ahora bien, si se espera a que la luz atraviese las aberturas y se observa el camino que esta ha seguido, se fuerza a las partículas a atravesar una u otra abertura. Lo que significa que nuestra observación presente determina el comportamiento pasado de la luz.

El Big Crunch

El Big Crunch –‘gran colapso’ o ‘gran implosión’- es una de las teorías que se barajan sobre el destino final del universo. Si tuviésemos que simplificar, diríamos que se trata de la teoría opuesta al Big Bang.

El Big Crunch propone un universo cerrado, cuya expansión se iría frenando poco a poco hasta volver al punto original. De este modo, el universo se comprimiría y condensaría, por lo que su materia acabaría concentrándose en un solo punto previo, similar al existente antes del Big Bang. En otras palabras, la gravedad impediría la expansión del cosmos, con lo que éste empezaría a encogerse hasta finalmente ‘morir’ aplastado, aunque en realidad estaría concentrado en un solo punto.

Tal y como afirma otra teoría, el Big Bounce (en castellano ‘universo oscilatorio’), tras el Big Crunch podría acontecer otro Big Bang, y así sucesivamente. De este modo, no podría descartarse la posibilidad de que nuestro universo provenga de un universo anterior, comprimido y ‘muerto’ tras un Big Crunch.

Lo cierto es que éstas son sólo teorías sin una base del todo sólida. Otras como el Big Freeze o el Big Rip servirían también de alternativas para teorizar acerca del destino final del universo.



Después del Big Crunch… ¿hay vida?

Muchos científicos suponen que, si en algún momento ocurre el Big Crunch, todo el universo quedará contenido en esa singularidad, y se dará el escenario propicio para comenzar un nuevo universo.

Lo cierto es que el Big Crunch sería como rebobinar un casette: todo lo que se ha construido se va deshaciendo poco a poco, hasta volver al punto inicial. De esa semilla podría surgir una nueva explosión, y por ende, un universo se volvería a construir.

¿Conocías la teoría del Big Crunch y el fin de Universo? ¿Crees que esto es posible o piensas que el universo no dejará de expandirse nunca?

¿Qué es la materia oscura?

La detección de la materia oscura se remonta a comienzos de la década de 1930 cuando Jan Oorts, astrónomo holandés, se percató de que la velocidad orbital de las estrellas de la Vía Láctea no coincidía con la velocidad esperada. En las galaxias, las estrellas no se reparten aleatoriamente, sino que ocupan un lugar concreto en función de su masa y su velocidad orbital. Dicha velocidad debe ser la adecuada para que las estrellas no se precipiten hacia el centro galáctico y para evitar ser expulsadas hacia el espacio intergaláctico.

Jan Oorts, tras medir toda la masa contenida en nuestra galaxia llegó a la conclusión de que no había suficiente materia como para retener a las estrellas y evitar que salieran proyectadas. A ese déficit se le denominó materia oscura. Según sus cálculos, debería haber cinco veces más de materia oscura que de materia visible. Por debajo de esa proporción las estrellas vagarían por el espacio intergaláctico y las galaxias hubieran perdido ya su configuración física.

Pero ¿de qué está compuesta la materia oscura?

Una alternativa que se baraja es que los neutrinos guarden relación con ella. Estas minúsculas partículas elementales se originan a partir de las reacciones termonucleares de las estrellas. A diferencia de otras partículas, los neutrinos no tienen carga eléctrica alguna, no interaccionan prácticamente con nada, por lo que son muy escurridizas y lo llenan todo. El inconveniente es que apenas tienen masa.