LOS QUE ESTÁN ACOSTUMBRADOS A NO PENSAR Y A LEER COMO MÁXIMO 140 CARACTERES, POR FAVOR, ABSTENERSE DE LEER LO QUE SIGUE. BAH! Y TODO EL BLOG.
1) ¿Qué son las ondas gravitacionales?
Siete preguntas y respuestas para entender el descubrimiento de hoy por parte del instrumento LIGO
Las ondas gravitacionales son vibraciones en el espacio-tiempo, el material del que está hecho el universo. En 1916, Albert Einstein reconoció que, según su Teoría General de la Relatividad, los cuerpos más violentos del cosmos liberan parte de su masa en forma de energía a través de estas ondas. El físico alemán pensó que no sería posible detectarlas debido a que se originan demasiado lejos y serían imperceptibles al llegar a la Tierra. Hoy, un grupo de investigadores ha hecho pública la detección por primera vez de estas ondas.
¿Cómo se comportan las ondas gravitacionales?
Son comparables a las ondas que se mueven en la superficie de un estanque o el sonido en el aire. Las ondas gravitacionales deforman el tiempo y el espacio y, en teoría, viajan a la velocidad de la luz. Su paso puede modificar la distancia entre planetas, aunque de forma muy leve. Como explica Kip Thorne, uno de los pioneros en la búsqueda de estas ondas, estos efectos deben ser especialmente intensos en las proximidades de la fuente, donde se producen "tormentas salvajes" que deforman el espacio y aceleran y desaceleran el tiempo.
¿Se pueden escuchar estas ondas?
Las ondas gravitacionales curvan el tiempo y el espacio y viajan a la velocidad de la luz
Las frecuencias de algunas ondas coinciden con las del sonido, por lo que pueden traducirse para ser escuchadas en forma de leves pitidos.
¿De dónde vienen?
Las explosiones estelares en supernovas, las parejas de estrellas de neutrones y otros eventos producen ondas gravitacionales que tienen más energía que billones y billones de bombas atómicas. La fusión de dos agujeros negros supermasivos es la fuente más potente de estas ondas que puede haber, pero estos fenómenos no son muy frecuentes y además suceden a millones de años luz del Sistema Solar. Para cuando las ondas llegan a nuestro vecindario son tan débiles que detectarlas supone uno de los mayores retos tecnológicos a los que se ha enfrentado la humanidad.
¿Por qué son importantes?
Abren una nueva era en el conocimiento del universo. Hasta ahora toda la información que tenemos del cosmos (solo conocemos el 5%) es por la luz en sus diferentes longitudes de onda: visible, infrarroja, ondas de radio, rayos X… Las ondas gravitacionales nos dan un sentido más y permiten saber qué está pasando allí donde hasta ahora no veíamos nada, por ejemplo, en un agujero negro.
La intensidad y la frecuencia de las ondas permitirá reconstruir qué sucedió en el punto de origen, si las causó una estrella o un agujero negro, qué propiedades tienen esos cuerpos y entender mejor esas tempestades en el espacio-tiempo de las que habla Thorne. También permiten saber si la Teoría General de la Relatividad se mantiene vigente en los rangos de presión y gravedad más intensos que pueden concebirse. Detectar estas ondas por primera vez es un hallazgo histórico que probablemente reciba un premio Nobel de Física.
¿Qué se ha observado?
El anuncio consiste en que el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO), en EE UU, ha captado las ondas producidas por la fusión de dos agujeros negros. Sería la primera vez que se captan ondas gravitacionales y esto sucede justo un siglo después de que Einstein predijera su existencia. Hasta ahora solo había pruebas indirectas de estas ondas. En 1978, Rusell Hulse y Joseph Taylor demostraron que un púlsar binario (dos estrellas orbitando juntas, una de ellas un púlsar) estaban cambiando ligeramente su órbita debido a la liberación de energía en forma de ondas gravitacionales en una cantidad idéntica a la que predecía la relatividad. Ambos ganaron el Nobel de Física en 1993. En 2003 se confirmó que lo mismo sucede con otra pareja estelar, en este caso de dos púlsares.
¿Qué es LIGO?
Es un gran instrumento óptico de precisión desarrollado por los institutos tecnológicos de California (Caltech) y Massachusetts, (MIT) y la Colaboración Científica LIGO, en la que participan unos 1.000 investigadores de 15 países, incluida España. La instalación consta de dos detectores láser con forma de L. Cada brazo de esa L tiene cuatro kilómetros y hay dos detectores idénticos, uno en Luisiana y otro a 3.000 kilómetros en el estado de Washington.
Estos detectores llevan buscando ondas gravitacionales desde el año 2002. En septiembre de 2015 comenzó a funcionar el LIGO avanzado, una versión mejorada del detector que multiplica por 10 la sensibilidad de los brazos láser y por tanto la distancia a la que pueden captar ondas gravitacionales. En la actualidad son capaces de identificar diferencias en la longitud de los brazos láser equivalentes a una diezmilésima parte del diámetro de un átomo, la medición más precisa jamás lograda por un instrumento científico, según LIGO.
Se necesitan al menos dos detectores para evitar falsos positivos causados por cualquier vibración local como terremotos, tráfico o fluctuaciones del propio láser. Al contrario que todos ellos, una onda gravitacional causará una perturbación exactamente igual en Luisiana que en Washington.
¿Qué pasará a partir de ahora?
La búsqueda de ondas gravitatorias no ha hecho más que empezar. Con la configuración actual, LIGO puede ver a una distancia de unos 1.000 millones de años luz de la Tierra. El equipo va a hacer nuevas mejoras tecnológicas para aumentar su sensibilidad. En otoño de 2016 se espera que comience a funcionar una versión mejorada de VIRGO, el detector europeo que debería captar señales idénticas a LIGO. La Agencia Espacial Europea ya prepara LISA, un observatorio espacial de ondas gravitacionales. A su vez, LIGO alcanzará su máxima potencia en 2020.
2) La misteriosa partícula que desafía todas las leyes de la física
Desde que en abril del año pasado reiniciaron sus operaciones, todo ha estado muy callado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor centro de investigación dedicado a la física de partículas del mundo. Pero que este silencio no te engañe, los físicos han estado trabajando muy duro analizando los datos recogidos por el acelerador de partículas más poderoso del planeta, que ahora opera a niveles de energía e intensidad sin precedentes.
Y sus esfuerzos no han sido en vano, porque en los pasillos y oficinas del CERN (siglas en francés de la Organización Europea para la Investigación Nuclear, situada en las afueras de Ginebra) aumenta la emoción por un "golpe" de partículas detectado en los datos generados por el LHC. El LHC hace que dos rayos de luz de partículas de protones choquen a 100 metros bajo tierra. Y es en los escombros de este choque que los científicos escarban para encontrar nuevas partículas.
El año pasado, de las billones de colisiones que se hicieron, los expertos detectaron más partículas de fotones (luz) que las esperadas. Más precisamente, detectaron un exceso de pares de fotones con una masa combinada de 750 gigaelectronvoltios (GeV). Y ese"golpe" podría ser la señal que revele una nueva y pesada partícula que es seis veces más grande que el famoso bosón de Higgs, descubierto por el CERN en 2012.
Confirmar el descubrimiento de esta nueva partícula sería muy emocionante porque la teoría más aceptada sobre la física de las partículas, el Modelo Estándar, no puede explicar todas las cosas que observamos del mundo que nos rodea.
Por ejemplo, esta teoría no dice nada sobre la materia oscura, esa cosa misteriosa de lo que está hecho el 27% del Universo. Razón por la cual en el CERN están buscando pistas de nuevos fenómenos físicos que les ayude a entender mejor el cosmos.
Desde que en 2008 empezó a funcionar el LHC, han recibido todo tipo de señales, que luego se someten al escrutinio de expertos que seleccionan aquellas verdaderamente relevantes.
En el caso de esta nueva señal, el profesor Stefan Söldner-Rembold, jefe del departamento de física de partículas de la universidad de Manchester, señala que se necesita de más datos para asegurarse de que no desaparezca. "Hasta entonces, debemos ser cautelosos". "La gran razón por la que las personas están emocionadas con este golpe es que los dos experimentos que se hicieron registraron la señal a más o menos el mismo lugar. Pero incluso esto no es completamente improbable", agregó.
Semanas cruciales
La regla de oro para anunciar un descubrimiento en el área de la física de partículas es un umbral estadístico conocido como cinco sigma. Esto corresponde a una probabilidad de una en 3,5 millones que la señal observada es una casualidad -más o menos la misma probabilidad que hay en lanzar una moneda y que salga cabeza 21 o 22 veces seguidas.
En los últimos meses se han publicado en el servidor Arxiv una serie de artículos científicos que buscan explicar la anomalía. Pero recientemente empezó a circular en blogs especializados que en los últimos datos analizados del LHC la señal se está desvaneciendo.
En los próximos meses, los nuevos resultados del LHC serán presentados en una conferencia en Chicago, que incluirá muchísimos más datos acumulados en el 2016. Así que las próximas semanas van a ser cruciales para determinar si la señal de 750 GeV es sólo un espejismo, o algo más. Pero lo que ya sabemos de la supuesta partícula está desconcertando a los expertos.
Lo que se maneja
Si está ahí, sabemos que se desintegra en dos fotones (partículas de luz) y que en consecuencia, debe tener un "giro" de cero o dos. En la física, un giro es una propiedad de las partículas elementales de la mecánica cuántica que tiene muchas aplicaciones prácticas, como los escáner de resonancia magnética (MRI). Si el giro de la partícula es cero, como el bosón de Higgs, potencialmente podría ser un primo más pesado de la partícula descubierta en 2012.
Otra posibilidad, en donde la partícula lleva un giro de dos, conduce a la idea de que puede ser una forma de gravitón: una partícula puramente teórica que imparte la cuarta fuerza: gravedad. La gravedad es uno de los grandes rompecabezas de la física que no se puede explicar con el Modelo Estándar.
Pero alguno físicos se muestran escépticos de que una partícula como el gravitón sea la solución al problema y favorecen otras explicaciones distintas a la cuarta fuerza.
Muchos físicos que trabajan en el LHC han estado trabajando muy duro para confirmar una teoría conocida como supersimetría. La idea propone la existencia de partículas "socio"al Modelo Estándar no vistas hasta ahora. El socio supersimétrico de Higgs se llama Higgsino, el de gluón se conoce como gluino y así. Pero sea lo que fuera la señal de 750 GeV,los expertos están bastante seguros de que no se trata de la primera partícula supersimétrica.
La emoción de lo desconocido
"Algo que no puedes incorporar en una teoría conocida es muy emocionante porque significa que es algo fundamental que no se ha entendido", explicó el profesor Söldner-Rembold. Y si se confirma una partícula, no debería estar sola. "Idealmente, si este es un indicativo de algún sector nuevo, entonces deben aparecer nuevas partículas en una escala parecida o mayor", agregó.
La ausencia de cualquier evidencia de supersimetría en el LHC hasta ahora ha dado lugar a algunas versiones sencillas de la teoría de exclusión, mientras que otras se están poniendo bajo presión. Pero los partidarios a la idea dicen que todavía hay una gran cantidad de territorio por explorar en el LHC.
"La supersimetría no es algo que la gente sencillamente se inventó. Responde ciertos problemas en el Modelo Estándar que no se han respondido", dijo Söldner-Rembold, añadiendo que todavía no deberíamos descartar la idea.
Y si el "golpe" 750 GeV resulta ser algo real -o no-, el físico de Manchester hace hincapié en que el LHC es un esfuerzo a largo plazo con décadas por delante.
A pesar de la relativa rapidez con que se descubrió el bosón de Higgs, el LHC nunca iba a llevar a una bonanza de descubrimientos cada año. Quizás deberíamos acostumbrarnos a la idea de que el Universo no va a decirnos sus secretos con tanta facilidad.
LA PRIMERA ES UNA NOTA DE FEBRERO DE 2.016 DEL DIARIO EL PAÍS, LA SEGUNDA, DEL DÍA DE HOY, 7 DE JULIO DE 2.016, DE BBC MUNDO
