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Una fuerza del espacio vacío: el efecto Casimir
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Esta diminuta bola prueba que el universo se expandirá eternamente. De apenas una décima de milímetro, la bola se mueve hacia una tersa placa en respuesta a las fluctuaciones de energía en la vacuidad del espacio vacío.

Esta atracción se conoce como efecto Casimir, en honor a su  descubridor, quien, hace 50 años, intentaba comprender por qué los fluidos como la mayonesa se mueven tan lentamente.

Hoy en día, las evidencias se acumulan respecto a que la mayor parte de la densidad de energía en el universo se encuentra en una forma desconocida apodada energía oscura.

La forma y origen de la energía oscura se desconoce casi por completo, pero se especula sobre su relación con las fluctuaciones de vacío de manera similar al efecto Casimir, pero generadas de algún modo por el espacio en si mismo.

Esta enorme y misteriosa energía oscura parece repeler gravitatoriamente a toda la materia, y de ahí que posiblemente causará la expansión del universo por siempre.

Entender las fluctuaciones de vacío está en la primera línea de las investigaciones no solo para entender mejor nuestro universo sino también para evitar que las piezas de micromáquinas mecánicas se peguen entre si.


  • Andrés

    Bueno amigos, Feliz Año 2010, y aunque el 2009 se llevó con él el Año Internacional de la Astronomía, aquí y en muchas partes toda la vida la dedicaremos a contemplar y admirar los misterios del espacio. No había comentado antes (un poco obvio claro… no me habían visto por aquí, je ) pero he seguido fielmente la fotografía diaria, ya saben como una pequeña fuente de inspiriación. Teniendo el tema de la Luna de ayer, estuvo realmente sorprendente sólo con salir y ver el horizonte, realmente todo un espetáculo. De esta pequeña bolita realmente no tengo mucho conocimiento, me dedico a la fotografía no a la física pero ya alguien lo aclarará.
    Ya veremos que aventuras deparan el espacio (o el microuniverso) para este año (bases permanentes? agua? vida?), pero como digo siempre habrá un hermoso poema, una buena pintura o una gran fotografía de ese momento para recordarnos que somos la especie que despegó sus ojos del suelo para contemplar el cielo. Saludos!

  • Saín

    Amigos y amigas, feliz domingo.
    Hoy en día se acumulan las pruebas de que la mayoría de la densidad de energía del universo se encuentra en una forma desconocida llamada energía oscura. Parece ser que esta energía oscura vasta y misteriosa resiste gravitacionalmente toda la materia. Pero durante casi 50 años fue todo teórico. Ahora se están descubriendo utilidades prácticas del efecto y fuerza de casimir, más que nada en la nanotecnología. Nuevo experimento científico para encontrar las otras dimensiones del mundo, buscan la energía oculta de la naturaleza que origina las partículas virtuales. Más allá del efecto Casimir …Ahora un grupo de científicos quiere llegar aún más lejos en la explicación de este efecto….
    http://www.tendencias21.net/Nuevo-experimento-cientifico-para-encontrar-las-otras-dimensiones-del-mundo_a49.html
    Interesante enlace sobre el efecto casimir – archivo pdf
    http://www.observatorio.unal.edu.co/OAN/Cuerpo_Docente_files/robel/personal/Elizalde.pdf
    Saludos.

  • Saín

    El físico teórico holandés Hendrik Casimir, fue el primero en observar que cuando dos espejos se enfrentaban en el vacío, las fluctuaciones en el vacío ejercen “presión de radiación” sobre ellos. Ambos espejos se atraen mutuamente hacia el otro por la llamada Fuerza de Casimir.

    Moléculas Casimir: http://neofronteras.com/?p=2938

    La Energía Libre del Vacio:
    http://www.youtube.com/watch?v=x0Aj1gU_-GY

    Salud.

  • Saín

    Esta materia exótica con energía negativa es lo que se requiere para estabilizar un agujero de gusano, que en física son algo teórico que podría llegar a permitir viajes en el tiempo. Algunos físicos han teorizado que se podría utilizar el efecto Casimir para producir una región de masa negativa local de espacio tiempo, y así poder estabilizar un agujero de gusano, permitiendo la velocidad más rápida que la luz o el viaje en el espacio y en el tiempo.

    Universo-energía oscura y materia oscura

    http://www.youtube.com/watch?v=AllaNVx-NPA&feature=related

    http://www.youtube.com/watch?v=2RH4i0hCtkQ&feature=related

    Hasta luego.

  • Saín

    El efecto Casimir existe también en física clásica, físicos alemanes la han medido directamente por primera vez. El efecto Casimir es un fenómeno célebre en mecánica cuántica, sin embargo su semejante en física clásica existe. Fue predicha en 1978 por Michael Fisher y Pierre Gilles de Gennes.

    Energía Libre, Carrera Hacia el Punto Cero

    http://www.youtube.com/watch?v=nLD46zXPEsk&feature=related

    http://www.youtube.com/watch?v=wFpLJNqI90o&feature=related

    Muchas felicidades amigos.

  • http://www.emiliosilveravazquez.com emilio silvera

    Buenos días amigos.

    Hoy se nos presenta un problema que, desde luego, nos quiere examinar a todos y, es tan grande su complejidad que, muchos de sus conceptos no están aún totalmente resueltos. ¿Por qué nos será todo tan sencillo como aquella simple teoría de la tierra, aire, fuego y agua, de Empédocles.Además, buscamos desesperadamente la presencia de un bosón necesario para dar masa a las demás partículas (el Higgs) y, en alguna teoría punta, resulta que, está ausente una de las fuerzas fundamentales, la Gravedad. Y, tales carencias y falta de conocimientos, nos lleva a buscar en estados fundamentales de una teoría cuántica de campos relativista. En un estado vacío que no significa un estado sin nada. Debido a que uno está tratándo con la mecánica cuántica, el estado de vacío tiene una energía de punto cero, que da lugar a fluctuaciones de vacío. La exixtencia de fluctuaciones de vacío tiene consecuencias observables en la electrodinámica cuántica.

    Necesitamos una nueva teoría que sea menos complicada, más sencilla y bella, sin vericuetos intrincados que salvar, con la limpieza y serena majestad de la teoría de la Gravedad que, con enorme simpleza y aplicando principios naturales, trata los temas más profundos del Universo. Sin embargo, no es suficiente, necesitamos mucho más para comprender lo que en el Universo está pasando y, posiblemente, uno de los secretos mejor guardados sea, precisamente, eso que llamamos vacío y que resulta estar lleno a rebosar.
    ¿Qué habrá ahí? Precisamente de eso se trata, de descubrirlo.

    En alguno de los interesantes enlaces de Sain hemos podido ver como fluctuaciones gravitatorias de vacío son más vigorosas en regiones pequeñas que en regiones grandes, es decir, para longitudes de onda pequeñas antes que para longitudes de onda grandes. Y, al ver el video, me viene a la memoria que, en 1955, Johon Wheeler, combinando las leyes de la mecánica cuántica con las de la relatividad general en una forma provisional y rudimentaria, que en una región del tamaño de la longitud de Planck-Wheeler, 1,62 x 10 exp. -33 centímetros o menor, las fluctuaciones de vacío son tan enormes que el espacio tal como lo conocemos “hierve” y se convierte en borbotones de espuma cuántica. El mismo tiepo espuma cuántica que constituye el coraxón de una singularidad espacio-temporal.

    Por lo tanto, la espuma cuántica está en todas partes: dentro de los agujeros negros, en el espacio interestelar, en la habitación donde estamos ahora escribiendo en nuestro ordenador, en nuestros cerebros y en cualquier lugar del Universo. Pero para poder ver esa espuma cuántica, sería necesario amplificarla con un hipotético microscopio, mirando el espacio y lo que contiene a escalas cada vez más pequeñas. Tendríamos llegar a la escala del átomo (10 exp.-8 cm), a la escala de un núcleo atómico (10 exp. -13 cm), y seguir luego bajando otros veinte factores de 10, hasta 10 exp.-33 centímetros.

    En las primeras escalas “grandes”, el espacio nos parecería completamente liso, con una cantidad de curvatura muy definida (aunque minúscula). Sin embargo, a medida que la amplificación microscópica se aproximase, y luego llegase a la escala de 10 exp.-33 cm, uno vería como el espacio comienza a retorcerse, ligeramente al principio, y luego cada vez más fuertemente hasta que una región de un tamño de 10 exp. -33 centímetros ocupa por completo el ocular del supermicroscopio, el espacio se habría convertido en una espuma cuántica.

    Eso ocurriría si nos sumergimos en el universo de lo muy pequeño pero, estamos hablando de “vacío” y querríamos saber que es, lo que allí pasa. Hablaré en otro comentario de lo poco que de ello puedo conocer.

  • http://www.emiliosilveravazquez.com emilio silvera

    Se nos dice en la traducción: “Esta diminuta bola prueba que el universo se expandirá etenrrnamente”

    La Densidad crítica está referida a la densidad media de materia requerida para que la Gravedad detenga la expansión de nuestro Universo. Así que si la densidad es baja se expandirá para siempre, mientras que una densidad muy alta colapsará finalmente. Si tiene exactamente la densidad crítica ideal, de alrededor de 10 exp.-29 g/cm3, es descrito por el modelo conocido como de Einstein-de Sitter, que se encuentra en la línea divisoria de estos dos extremos. La densidad media de materia que puede ser observada directamente en nuestro Universo representa sólo el 20% del valor crítico. Puede haber, sin embargo, una gran cantidad de materia oscura que elevaría la densidad hasta el valor crítico. Las teorías de universo inflacionario predicen que la densidad presente debería ser muy aproximada a la densidad crítica; estas teorías requieren la existencia de materia oscura.

    Conforme a lo antes dicho, la densidad media de materia está referida al hecho de distribuir de manera uniforme toda la materia contenida en las galaxias a lo largo de todo el Universo. Aunque las estrellas y los planetas son más densos que el agua (alrededor de 1 g/cm3), la densidad media cosmológica es extremadamente baja, como se dijo antes, unos 10 exp.-29 g/cm3, o 10-5 átomos/cm3, ya que el Universo está formado casi exclusivamente de espacios “vacíos”, virtualmente vacíos, entre las Galaxias. La densidad media es la que determinará si el Universo se expandirá o no para siempre.

    En presencia de grandes masas de materia, tales como planetas, estrellas y Galaxias, está presente el fenómeno descrito por Einstein en su teoría de la relatividad general, la curvatura del espacio-tiempo, eso que conocemos como Gravedad, una fuerza de atracción que actúa entre todos los cuerpos y cuya intensidad depende de las masas y de las distancias que los separan; la fuerza gravitacional disminuye con el cuadrado. La Gravitación es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Isaac Newton formuló las leyes de la atracción gravitacional y mostró que un cuerpo se comporta gravitacionalmente como si toda su masa estuviera concentrada en su centro de Gravedad. Así, pues, la fuerza gravitacional actúa a lo largo de la línea que une los centros de Gravedad de las dos masas ( como la Tierra y la Luna, por ejemplo).

    En la teoría de la relatividad general, la gravitación se interpreta como una distorsión del espacio que se forma alrededor de la masa que provoca dicha distorsión, cuya importancia iría en función de la importancia de la masa que distorsiona el espacio que, en el caso de estrellas con gran volumen y densidad, tendrán una importancia considerable, igualmente, la fuerza de Gravedad de planetas, satélites y grandes objetos cosmológicos, es importante. Esta fuerza es la responsable de tener cohexionado a todo el Universo, de hacer posible que existan las Galaxias, los sistemas solares y que, nosotros mismos, tengamos bien asentados los pies a la superficie de nuestro planeta Tierra, cuya gravedad, tira de nosotros para que así sea.

    La Gravitación cuántica es la teoría en la que las interacciones gravitacionales entre los cuerpos son descritas por el intercambio de partículas elementales hipotéticas denominadas gravitones. El Gravitón es el cuanto del campo gravitacional. Los gravitones no han sido observados, aunque se presume que existen por analogía a los fotones de luz.

    La teoría cuántica es un ejemplo de talento que debemos al Físico alemán Max Planck (1.858-1.947) que, en el año 1.900 para explicar la emisión de radiación de cuerpo negro de cuerpos calientes, dijo que la energía se emite en cuantos, cada uno de los cuales tiene una energía igual a hv, donde h es la constante de Planck (E=hv o ?=h/2?) y v es la frecuencia de la radiación. Esta teoría condujo a la teoría moderna de la interacción entre materia y radiación conocida como mecánica cuántica, que generaliza y reemplaza a la mecánica clásica y a la teoría electromagnética de Maxwell. En la teoría cuántica no relativista se supone que las partículas no son creadas ni destruidas, que se mueven despacio con respecto a la velocidad de la luz y que tienen una masa que no cambia con la velocidad. Estas suposiciones se aplican a los fenómenos atómicos y moleculares y a algunos aspectos de la física nuclear. La teoría cuántica relativista se aplica a partículas que viajan cerca de la velocidad de la luz, como por ejemplo, el fotón.

    Claro que los conocimientyos avanzan y ahora sabemos que cada campo tiene su vacío en la teoría cuántica de campos. Con el término vacío se entiende el estado de mínima energía que están descritos por una serie de osciladores armónicos cuyos modos de oscilación posiblemente corresponden en principio con todas las longitudes de onda posibles. El ponernos aquí y ahora a decir que la energía de vacío de campo es una integral sobre todas las frecuencias en su estado fundamental un oscilador armónico cuántico “desactivado” que no tiene energía nula, sino E = 1/2 ??, siendo ? la frecuencia y ? la constante de Planck racionalizada que, es debnido al principio de incertidumbre de Heisenberg y, después seguir desarrollando tal explicación, me parece fuera de lugar y seguramente, inentendible para muchos, lo cual, de ninguna manera, es el objetivo de mis comentarios.

    Así que, tratare, dentro de lo posible, hablar de estos temas en la manera simpole y sencilla que todos podamos entender,

  • http://www.emiliosilveravazquez.com emilio silvera

    Al leer la traducción de hoy y profundicçzar en el tema que nos ha tocado debatir, no puedo evitar que mi imaginación recorra distointos ámbitos que, me llevan a repasar situaciones de actuacildad relacionadas con la Ciencia Física y sus adelantos en algún que otro campo.

    Hemos especulado con la posibilidad de que la vida inteligente, pueda llegar a dominar los misterios del espacio de más dimensiones (para lo que contaba con un poderoso aliado, el Tiempo de miles de millones de años), sabría utilizar las dimensiones extras para escapar de la catástrofe del final de nuestro Sol o de la imparable colisión con Adrómeda. En los momentos finales y antes de que dichos sucesos se plasmasen, podríamos encontrar un camino de salvación en el Universo hermano que se abriría para nosotros y el viaje interdimensional se haría posible mediante un túnel en el Hiperespacio hacia un Universo alternativo, evitando así la pérdida irreparable de la inteligencia de la que somos portadores.

    Si algo así es posible, entonces, desde su santuario en el espacio de más dimensiones, la Humanidad, podría ser testigo de la muerte del Universo que la vio nacer y florecer. Aunque la teoría de campos demuestra que la energía necesaria para crear estas maravillosas distorsiones del espacio y el tiempo está mucho más allá de cualquier cosa que pueda imaginar la civilización moderna, esto nos plantea dos cuestiones importantes:

    ¿cuánto tardaría nuestra civilización, que está creciendo exponencialmente en conocimiento y poder, en alcanzar el punto de dominar la teoría de hiperespacio? (Esa es la razón de que andemos enredando con las energías del vacío que, seguramente, nos podrían llevar a otros caminos hasta ahora muy lejanos).

    ¿Y qué sucede con otras formas de vida inteligente en el Universo, que puedan haber alcanzado ya este punto?

    Lo que hace interesante esa discusión es que científicos serios han tratado de cuantificar el progreso de la civilización en un futuro lejano, cuando los viajes por el espacio sean una rutina en los sistemas estelares o incluso las galaxias vecinas hayan sido colonizadas. Aunque la escala de energía necesaria para manipular el Hiperespacio es astronómicamente grande, estos científicos señalan que el crecimiento del conocimiento científico aumentara, sin ninguna duda, de forma exponencial durante los siglos y milenios próximos, superando las capacidades de las mentes humanas para captarlo (como ocurre ahora con la teoría M, parada en seco, esperando que alguien vea las matemáticas necesarias para continuar su desarrollo).

    Cada 10/15 años el conocimiento científico se doblará, crecerá el cien por ciento, así que, el avance superará todas las previsiones. Tecnologías que hoy solo son un sueño (la energía de fusión o en robótica, los cerebros positrónicos), serán realidad en un tiempo muy corto en el futuro. Quizá entonces podamos discutir con cierto sentido la cuestión de si podremos o no ser señores del Hiperespacio. Pero, eso sí, antes tendremos que haber conquistado esda energía de vacío de la que aquí se habla hoy.

  • http://www.emiliosilveravazquez.com emilio silvera

    Eso que llamamos vacío, la masa, la energía y el espacio-tiempo.-Tiene y encierra tantos misterios el Universo y la materia que estamos aún y años-luz de saber y conocer sobre su verdadera naturaleza. Nos podríamos preguntar miles de cosas que no sabríamos contestar. Nos maravillan y asombran fenómenos naturales que ocurren ante nuestros ojos pero que tampoco sabemos, en realidad, a que son debidos. Si, sabemos ponerles etiquetas como, por ejemplo, energía de punto cero, la fuerza nuclear débil, la fisión espontánea que tiene lugar en algunos elementos como el protactinio o el torio y, con mayor frecuencia, en los elementos que conocemos como transuránidos, singularidad y un sin fin de nombres que, desde luego, no sabemos muy bien a qué pueden corresponder en la realidad.

    A medida que los núcleos se hacen más grandes, la probabilidad de una fisión espontánea aumenta. En los elementos más pesados de todos (einstenio, fermio y mendelevio), esto se convierte en el método más importante de ruptura, sobre pasando a la emisión de partículas alfa.

    ¡Parece que la materia está viva!

    Son muchas las cosas que desconocemos y, nuestra curiosidad nos empuja continuamente a buscar esas respuestas.

    La Humanidad, para cumplir sus suñeos, cada vez necesita de más energía, y, la buscamos en los lugares más invorosímiles, como por ejemplo, en ese vacío que llena todo el espacio. ¿Que habrá en realidad ahí dentro?

  • http://www.emiliosilveravazquez.com emilio silvera

    Leyendo atentamente la traducción me encuentro con párrafos que, misteriosamente, coinciden con algunas líneas escritas por mí en mi Libreta nº 44 (Hablando de Física): La traducción nos dice: “La forma y origen de la energía oscura se desconoce casi por completo, pero se especula sobre la relación con las fluctuaciones de vacío…” Casi lo mismo dije yo hace varios años.

    No me extrañaría que tuviéramos que volver a los que posiblemente son los objetos más misteriosos de nuestro Universo: Los agujeros negros. Si estos objetos son lo que se dice (no parece que se pueda objetar nada en contrario), seguramente serán ellos los que, finalmente, nos faciliten las respuestas sobre las ondas gravitacionales y el esquivo gravitón que, aunque no lo parezca, también podría aparecer (por fín) cuando lleguemos a conocer eso que llamamos las “fluctuaciones de vacío”.

    La onda gravitacional emitida por el agujero negro produce una ondulación en la curvatura del espacio-temporal que viaja a la velocidad de la luz transportada por los gravitones. ¿Quién puede negar que, aprovechando esas fluctuaciones del vacío, la materia oscura allí oculta, no emita sus gravitones que llegan a “nuestro mundo” y se dejan sentir en el movimiento de las galaxias?

    Hay aspectos de la física que me dejan totalmente sin habla, me obligan a pensar y me transporta de este mundo material nuestro a otro fascinante donde residen las maravillas del Universo. Como antes (más arriba os decía), hay magnitudes asociadas con las leyes de la gravedad cuántica. La longitud de Planck-Wheeler, es la escala de longitud por debajo de la cual el espacio tal como lo conocemos deja de existir y se convierte en espuma cuántica. El tiempo de Planck-Wheeler (1/c veces la longitud de Planck-Wheeler o aproximadamente 10 exp.-43 segundos), es el intervalo de tiempo más corto que puede existir; si dos sucesos están separados por menos que esto, no se puede decir cuál sucede antes y cuál después. El área de Planck-Wheeler (el cuadrado de la longitud de Planck-Wheeler, es decir, 2,61×10 exp.-66 cm2) juega un papel clave en la entropía de un agujero negro.

    Me llama poderosamente la atención lo que conocemos como las fluctuaciones de vacío, esas oscilaciones aleatorias, impredecibles e ineliminables de un campo (electromagnético o gravitatorio), que son debidas a un tira y afloja en el que pequeñas regiones del espacio toman prestada momentáneamente energía de regiones adyacentes y luego la devuelven.

    Ordinariamente, definimos el vacío como el espacio en el que hay una baja presión de un gas, es decir, relativamente pocos átomos o moléculas. En ese sentido, un vacío perfecto no contendría ningún átomo o molécula, pero no se puede obtener, ya que todos los materiales que rodean ese espacio tienen una presión de vapor finita. En un bajo vacío, la presión se reduce hasta 10 exp.-2 pascales, mientras que un alto vacío tiene una presión de 10 exp.-2 o 10 exp. -7 pascales. Por debajo de 10 exp.-7 pascales se conoce como un vacío ultraalto.

    No puedo dejar de referirme al vaciotheta (vació ?) que, es el estado de vacío de un campo gauge no abeliano (en ausencia de campos fermiónicos y campos de Higgs). En el vacío theta hay un número infinito de estados degenerados con efecto túnel entre estos estados. Esto significa que el vacío theta es análogo a una función de Bloch en un cristal. Se puede derivar tanto como un resultado general o bien usando técnicas de instantón. Cuando hay un fermión sin masa, el efecto túnel entre estados queda completamente suprimido. Cuando hay campos fermiónicos con masa pequeña, el efecto túnel es mucho menor que para campos gauge puros, pero no está completamente suprimido. El vacío theta es el punto de partida para comprender el estado de vacío de las teorías gauge fuertemente interacciontes, como la cromodinámica cuántica.

    En astronomía, el vacío está referido a regiones del espacio con menor contenido de Galaxias que el promedio o ninguna galaxia. También le solemos llamar vacío cósmico. Han sido detectados vacíos con menos de una décima de la densidad promedio del Universo en escalas de hasta 200 millones de años-luz en exploraciones a gran escala. Estas regiones son a menudos (aunque no siempre) esféricas. El primer gran vacío en ser detectado fue el de Boötes en 1.981; tiene un radio de unos 180 millones de a.l. y su centro se encuentra a aproximadamente 500 millones de a.l. de la Vía Láctea. La existencia de grandes vacíos me sorprende a la comunidad de astrónomos, dada la existencia de cúmulos de galaxias y supercúmulos a escalas muy grandes.

    Claro que, según creo yo personalmente, ese vacío, finalmente, resultará que esta demasiado lleno, hasta el punto de que, su contenido, nos manda mensajes que, aunque hemos captado, no sabemos descifrar. Cuándo estemos totalmente preparado para ello, podremos comprender lo que dichos “vacios” significan, el mensaje permanece escondido fuera de nuestro entendimiento.

    Pero volvamos de nuevo a las fluctuaciones de vacío que, al igual que las ondas “reales” de energía positiva, están sujetas a las leyes de la dualidad onda/partícula; es decir, tienen tanto aspectos de onda como aspectos de partícula. Las ondas fluctúan de forma aleatoria e impredecible, con energía positiva momentáneamente aquí, energía negativa momentáneamente allí, y energía cero en promedio. El aspecto de partícula está incorporado en el concepto de partículas virtuales, es decir, partículas que pueden nacer en pares (dos partículas a un tiempo), viviendo momentáneamente de la energía fluctuacional tomada prestada de regiones “vecinas del espacio”, y que luego se aniquilan y desaparecen, devolviendo la energía a esas regiones vecinas. Si hablamos de fluctuaciones electromagnéticas del vacío las partículas virtuales son fotones virtuales; en el caso de fluctuaciones de la Gravedad en el vacío, son gravitones virtuales.

    Claro que, en realidad, sabemos poco de esas “regiones vecinas” de las que tales fluctuaciones toman la energía. ¿Qué es lo que hay allí? ¿Está en esa región la tan buscada partícula de Higgs? En realidad sabemos que las fluctuaciones de vacío son, para las ondas electromagnéticas y gravitatorias, lo que “los movimientos de degeneración claustrofóbicos” son para los electrones (lo explicaré aparte en el siguiente comentario).

    Claro que, como antes decía, aún nadie ha podido medir de ninguna manera la cantidad real de energía que se escapa de ese supuesto “vacío”, como tampoco se ha medido la cantidad de fuerza gravitatoria que puede salir de ese mismo espacio “vacío”.

  • http://crusellas.blogspot.com Crusellas

    Querido amigo, llevo poco tiempo enganchado a su página web, pero desde que la descubrí es una de las mejores cosas que me han ocurrido. Desde siempre he sido un enamorado de la cosmología y la física de partículas (a nivel de neófito tan sólo), y buscando la imagen del día de la NASA (que yo diariamente traducía y colgaba en mi blog) descubrí su bitácora de vuelo, (y aquí hago un guiño a la serie de TV “Star Trek”, pues de alguna manera su página web, querido Emilio, tiene mucho de “Enterprise”), y el enlace a ella. Desde ese día me limité a poner el enganche desde mi blog y todos los días leo entusiasmado esta página y sus comentarios. También estóy admirado de la gente que participa, todo el mundo con buen nivel y con “buen rollo”.
    Bueno pues sólo quería felicitarlo por su página, por el esfuerzo que pone en divulgar la cosmología y la ciencia en general, por sus comentarios, siempre brillantes y rigurosos a la par que didácticos y comprensibles, y, en definitiva, agradecerle que comparta todo esto con todos nosotros.
    Reciba un cordial saludo y le deseo, tanto a usted como a todo el que visita su Web, un feliz 2010.

  • marc victor

    buenos dias,

    muy interesante todo los enlaces.
    ententare de entender lo mas posible, pues si todo me parece bastante complicado.
    hasta luego.

  • http://www.emiliosilveravazquez.com emilio silvera

    Las fluctuaciones del vacío son, para las ondas electromagnéticas y gravitatorias, lo que “los movimientos de degeneración claustrofóbicos” son para los electrones. Si confinamos un electrón en una pequeña región del espacio, entonces por mucho que uno trate de frenarlo y detenerlo, el electrón está obligado por las leyes de la mecánica cuántica a continuar moviéndose aleatoriamente, de forma impredecible. Este es el movimiento de degeneración claustrofóbico que produce la presión mediante la que una estrella enana blanca se mantiene contra su propia compresión gravitatoria.

    Análogamente, si uno trata de eliminar todas las oscilaciones electromagnéticas o gravitatorias de alguna región del espacio, nunca tendrá éxito. Las leyes de la mecánica cuántica insisten en que siempre quedarán algunas oscilaciones aleatorias impredecibles, es decir, algunas ondas electromagnéticas y gravitatorias aleatorias e impredecibles. Estas son las fluctuaciones de vacío que (según Zel´dovich) “harían cosquillas” a una esfera de metal o un agujero negro en rotación y les haría radiar.

    Estas fluctuaciones de vacío no pueden ser frenadas eliminando su energía porque, en promedio, no contiene energía en absoluto. En algunas posiciones y en algunos instantes de tiempo tienen energías positivas que ha sido “tomada en préstamo” de otras posiciones, como resultado, tienen energía negativa. De la misma forma que los movimientos de degeneración del electrón se hacen más intensos cuando se confina el electrón en una región cada vez más pequeña, también las fluctuaciones de vacío de las ondas electromagnéticas y gravitatorias son más intensas en las regiones pequeñas que para longitudes de onda grandes, es decir, más intensas para longitudes de onda pequeñas que para longitudes de onda grandes. Y, tan incuestionable verdad, tiene profundas consecuencias para la naturaleza de las singularidades en los centros de los agujeros negros.

    Hoy, las fluctuaciones electromagnéticas del vacío son bien comprendidas y son una característica común de la física cotidiana. Por ejemplo, juegan un papel clave en el funcionamiento del tubo fluorescente. Una descarga eléctrica excita los átomos del vapor de mercurio dentro del tubo, y entonces las fluctuaciones electromagnéticas aleatorias del vacío cosquillean a cada átomo excitado haciendo que en elgún instante aleatorio emitan parte de su energía de excitación como una onda electromagnética (un fotón). Esta emisión se denomina expontánea porque, cuando fue identificada por primera vez como un efecto físico, los físicos no se dieron cuenta de que estaba siendo desencadenada por fluctuaciones del vacío.

    También en un láser interviene este fenómeno de las fluctuaciones del vacío pero, esto se está haciendo largo, mi gente me reclama para el almuerzo y, yo me tengo que ir…hasta luego amigos.

  • http://www.emiliosilveravazquez.com emilio silvera

    Agradecido le quedo, amigo Crusellas, ya que, si el hombre no tiene con quien compartir su obra (por muy humilde que esta sea), ¿qué sentido tendría crearla? Así, el círculo queda completo, al ser leído lo escrito y, si de camino sirve para que otros puedan aprender alguna cosa…Pues mucho mejor.

    Un abrazo amigo.

  • http://apezz.com/noticia/una-fuerza-del-espacio-vacio-el-efecto-casimir.html Una fuerza del espacio vacío: el efecto Casimir – apezz.com

    [...] Una fuerza del espacio vacío: el efecto Casimir [ observatorio.info ] [...]

  • http://www.emiliosilveravazquez.com emilio silvera

    El Efecto Casimir, esa fuerza de la “nada”, queda bien explicada en los enlaces de Sain, y, por tal motivo, no quiero incidir en lo mismo.
    Algún científico de prestigio experto en Agujeros Negros, dijo que, los viajes en el tiempo a través de los Agujeros de Gusano, podrían, algún día ser posibles gracias a una especie de material exótico que haría posible mantener abiertas las puertas de uno y otro lado. El agujero de Gusano es un hipotético atajo para viajar entre dos puntos distantes en el Universo y sus dos entradas, llamadas “bocas”, sólo se podrán manterner abiertas para hacer posible el viaje si contamos con materia exótica que, sólo se puede obtener de esa energía producida mediante el Efecto Casimir.

    La curvatura espacio-temporal del agujero de gusano, estaría producida por el material exótico que atraviesa el agujero de gusano y lo mantiene abierto, es una especie de energía negativa que contrarresta la allí presente y equilibra el medio haciendo posible tal hi´potético viaje.

    De todo esto se escribió mucho hace unas décadas y, precisamente, en 1974, llegó una sorpresa: S. Hawking dedujo como un colorario de su descubrimiento de evaporación de los agujeros negros que las fluctuaciones de vacío cerca del horizonte de un agujero son exóticas, tienen una densidad y energía promedio negativa vista por haces de luz salientes cerca del horizonte del agujero. De hecho, es esta propiedad exótica de las fluctuaciones de vacío las que permite que el horizonte del agujero se contraiga mientras el agujero se evapora, en violación del incremento del área de Hawking. Puesto que el material exótico es tan importante la Física, merece la pena profundiozar en el tema.

    Bueno, de momento, dejo mi contribución de hoy ´hasta aquí, y, me daré una vuelta por Ciencia Kanija por si hay algo interesante para comentar, y, de todas las maneras, lo interesante del tema me ha retenido todo mi tiempo de la mañana y, hasta mi Blog ha quedado olvidado y sin los comentarios que tengo que dejar hoy.

    Hasta luego amigos.

  • Alfonso

    Hoy es el día para tratar de digerir a pequeños trocitos,esta tarta,
    que al menos para mí se me hace indigesta;(mis escasos conocimientos
    me delatan)

    Aún así,he podido asimilar algunos conceptos gracias a Emilio y a Sain;
    hoy es un buen día para Adolfo,estoy seguro de que disfrutaré con
    sus preguntas a Emilio,ya que también estudió Física.

    Esta página la guardaré,para ver si logro asimilar al menos una quince-
    ava parte.

  • Adolfo

    ¡Hola Emilio!

    ¿Cómo enlazan los últimos descubrimientos con la generación de pares partícula-antipartícula que son la fuente de evaporación de los agujeros negros?

    Recuerdo de los niveles “elementales” de física en la universidad que a una onda electromagnética típica se asocia un vector de acción (vector de Poynting). Ahora, ¿la dirección de propagación de esos pares coincide con el vector de Poynting? ¿Y la dirección en que se desplaza la esfera de la APOD tiene relación con ese vector de acción?

    Atentamente…

  • Adolfo

    ¿Por qué los pares se recombinan? ¿Podría hacerse algo para evitar la recombinación? ¿El efecto neto resultante sería un Big-Bang en miniatura?

    Atentamente…

  • yolanda

    Esta foto es muy interesante y parece imposible que la hallan logrado. es impresionante. Muy buena.
    Me gustaria si fuera posible que me guiaran para saber donde buscar informacion acerca de algo que me
    contó mi mamá. Ella relata que en 1956 o 57 en otoño quizas en una tarde a la hora de la siesta se encontraba
    en el fondo de su casa en la ciudad de Minas,Uruguay y vió como una bola gigante de fuego pasaba sobre su
    cabeza y desaparecia hacia un costado del cerro Verdún. He buscado por todos lados de internet y no logré
    ningun resultado que me diga que era esa bola o dónde cayó. Les agradezco si pueden ayudarme. Yolanda.

  • Adolfo

    ¡Hola Yolanda!

    No se trata de una fotografía como las que tú tomas con una digital moderna ó una de la antigüas que usaban rollo de película KODAK ó cualquier otra marca.

    Para obtener la imagen se utilizó un moderno Microscopio Electrónico, de los cuales hay muchas variedades.

    Para tu ilustración al respecto te sugiero la lectura de los siguientes enlaces:

    es.wikipedia.org/wiki/Microscopio_electrónico
    es.wikipedia.org/…/Microscopio_electrónico_de_barrido

    Hay microscopios aún más poderosos como el Microscopio de Efecto Túnel (es.wikipedia.org/wiki/Microscopio_de_efecto_túnel) con el cual pueden llegar a “verse” átomos individuales. Otra variante tan poderosa como el M.E.T. es el Microscopio de Fuerza Atómica (es.wikipedia.org/…/Microscopio_de_fuerza_atómica).

    Y cuando digo “verse”, quiero implicar que lo que el operador del microscopio ve en la pantalla de la computadora, que gobierna el instrumento, es algo parecido a una sábana bajo la cual hay un montón de bolas de billar; efecto que podrás apreciar al contemplar algunas de las imágenes obtenidas con esos microscopios.

    Atentamente…

  • Adolfo

    ¡¡¡Oops!!

    Para una correcta visualización del enlace que sigue:

    es.wikipedia.org/…/Microscopio_electrónico_de_barrido

    reemplaza los puntos suspensivos “…” por “wiki”, así tendrás:

    es.wikipedia.org/wiki/Microscopio_electrónico_de_barrido

    Lo mismo en:

    es.wikipedia.org/…/Microscopio_de_fuerza_atómica

    para obtener:

    es.wikipedia.org/wiki/Microscopio_de_fuerza_atómica

    Atentamente…

  • Zephyros

    D. Emilio GRACIAS!.

    gracias por su dedicación para que los demás podamos leer temas tan interesantes e intentar entender lo que lo que de otra forma, mucho menos didáctica leyendo otras fuentes, nos sería harto complicado.

    Aprovecho para hacer alguna pregunta para todo el que quiera o pueda responder:

    Podría explicarnos algo sobre el entrelazamiento cuántico?. Es algo que me intriga desde que leí sobre el mismo. No acabo de entendre (si es que alguien puede) esa “unión” permanente entre dos partículas entrelazadas aunque medio universo las separe. ¿estaríamos hablando de un enlace en otras dimensiones, y por tanto esas partículas entrelazadas no estén tan separadas como parece en nuestro espacio?

    Otra: supongo que más obvia y fruto de mis limitaciones, es que no me hago a la idea del significado de energía negativa que pueda compensar la energía positiva. ¿puede la energía negativa realizar trabajo? el trabaj se realizaría sólo sobre antimateria?

    Mil gracias

  • Adolfo

    ¡Hola Yolanda!

    ¿Por qué no te pones en contacto con Fabio Zerpa ó alguno de sus colaboradores? F.Z. es de origen uruguayo y muy entendido en esos temas fronterizos entre los fenómenos atmosféricos y la fenomenología OVNI. De seguro el tiene referencias ajustadas que ofrecerte.

    es.wikipedia.org/wiki/Fabio_Zerpa
    http://fabiozerpa.com/

    Cariñosamente…

  • Adolfo

    El procesador de comentarios de observatorio.info, al parecer no reconoce como link a:

    es.wikipedia.org/wiki/Fabio_Zerpa

    Tal vez, si lo reconozca con la notación:

    http://es.wikipedia.org/wiki/Fabio_Zerpa

    En fin…

  • Santi Larrea

    Buenas tardes y felicitaciones a todos

    Como muchos/as mas, desde que un buen día decidí mirar por la ventana y buscar en el ordenador cuales eran aquellas tres estrellas en línea y que solo se ven en invierno, pues buscando me encontré con esta pagina, no pasa día en el que deje de conectar con ella, me da igual las noticias, el tiempo, o los deportes….

    Todas las sorpresas en cuanto a descubrimientos y teorías por demostrar me fascinan un día tras otro. Y hoy con todo el desarrollo que se le ha dado a una bolita de 130 micrones, ya ha sido el no va mas.

    Es por ello que no puedo dejar pasar esta oportunidad para agradecer, felicitar y animar a todo el equipo que cada día hace posible una fantástica realidad dentro de este mundo virtual.

    Feliz 2010
    Santi Larrea

    Por cierto las tres estrellas son El Cinturón de Orion

  • Adolfo

    De http://es.wikipedia.org/wiki/Fabio_Zerpa surge que la página oficial de F.Z. es http://www.fabiozerpa.com.ar

    Atentamente…

  • Gustavo

    Después de haber leído el comentario de Crusellas #11 creo necesario hacer una pequeña y necesaria aclaración. He visitado antes su blog para asegurarme cuál es la página a la que redirecciona en el enlace que ha introducido: si al blog de Emilio o a Observatorio. Creo que se trata de Observatorio y, si es así, decir simplemente que esta página que ahora estamos leyendo es la traducción oficial en español de la “Astronomical Picture Of the Day” (APOD) de la NASA y que es una parte del portal de Astronomía AstroRed (www.astrored.org) de Alex Dantart. Esta información está en los créditos a pie de página.
    .
    Por otra parte la traducción del texto original la llevan a cabo varios colaboradores de Observatorio, que frecuentemente ejercen también como moderadores, y cuyos nombres aparecen después de los créditos de la imagen a la derecha de la traducción.
    .
    Finalmente están los comentaristas: los veteranos, los asiduos, los temporales, los expontáneos, los prolíficos y los no tanto, cada cual con sus propias pesonalidades, motivaciones, enfoques y discursos. Y como no, los lectores.
    .
    Observatorio es todo esto que está en manos de tantos y de nadie al mismo tiempo, pero que no sería posible de ninguna manera sin la voluntad, trabajo y entrega de Alex Dantart.
    .
    Un saludo.

  • http://www.emiliosilveravazquez.com emilio silvera

    ¿Puede ser el vacío superconductor? Algunos detalles.

    No podemos perder de vista la Física de metales a muy bajas temperaturas. A estas temperaturas, los “fenómenos cuánticos” dan lugar a efectos muy sorprendentes, que se describen con teorías cuánticas de campos, exactamente iguales a las que se utilizan en la Física de Partículas elementales. La Física de Partículas elementales no tiene nada que ver con la Física de Bajas Temperaturas, pero las matemáticas son muy parecidas.

    En algunos materiales, el “campo” que se hace importante a temperaturas muy bajas podría ser el que describe como los átomos oscilan alrededor de sus posiciones de equilibrio, o el que describe a los electrones en este tipo de material. A temperaturas muy bajas nos encontramos con los “cuantos” de esos campos. Por ejemplo, el “fonón” es el cuanto del sonido. Su comportamiento recuerda al fotón, el cuanto de la luz, salvo que los números son muy diferentes: los fonones se propagan con la velocidad del sonido, a cientos o quizá miles de metros por segundo, y los fotones lo hacen a la velocidad de la luz que es de 299.792.458 m por segundo, ¡un millón de veces más deprisa! Las partículas elementales en las que estamos interesados generalmente tienen velocidades cercanas a la luz.

    Uno de los “fenómenos cuánticos” más espectaculares que tienen lugar en los materiales muy fríos es la llamada superconductividad, fenómeno consistente en el hecho de que la resistencia que presenta ese material al paso de la corriente eléctrica se hace cero. Una de las consecuencias de este estado es que el material no admite la más mínima diferencia de potencial eléctrico, porque ésta sería inmediatamente neutralizada por una corriente eléctrica “ideal”. El material tampoco admite la presencia de campos magnéticos porque, de acuerdo con las ecuaciones de Maxwell, la creación del campo magnético está asociada con una corriente eléctrica inducida, que al no encontrar resistencia neutralizaría completamente el campo magnético. Por tanto, en el interior de un superconductor no se puede crear ni un campo eléctrico ni magnético. Esta situación sólo cambia si las corrientes inducidas son muy elevadas, como ocurre cuando se somete el superconductor a los campos de imanes muy potentes y que perturban el material. No siendo capaz de resistir una fuerza tan brutal, pierde la superconductividad y se rinde permitiendo la existencia de un campo magnético en su interior.

    ¿Pero, que tiene que ver un superconductor con las partículas elementales? Bien, un material superconductor se puede entender como un sistema en el cual el campo electromagnético es un campo de muy corto alcance. Está siendo apantallado y, sin embargo, es un campo de Maxwell, un campo gauge (el espacio y el tiempo se toman como discretos, en vez de cómo continuos). ¡Esto es lo que hace interesante un superconductor para alguien que quiera describir la interacción débil entre las partículas como una teoría gauge! ¡Qué característica tan bella en la Física teórica! Se pueden comparar dos mundos completamente diferentes simplemente porque obedecen a las mismas ecuaciones matemáticas.

    ¿Cómo funciona un superconductor? La verdadera causa de este fenómeno peculiar la describieron John Bardeen, Leon N. Cooper y John R. Schieffer (por lo que recibieron el premio Nobel en 1972). Los electrones de un trozo sólido de material tienen que reunir al mismo tiempo dos condiciones especiales para dar lugar a la superconductividad: la primera apareamiento y la segunda condensación de Bose.

    “Apareamiento” significa que los electrones forman pares y actúan en pares, y los que producen la fuerza que mantiene los pares unidos son los fotones. En cada par, los electrones rotan alrededor de su propio eje, pero en direcciones opuestas, de manera que un par (llamado “par de Cooper”), en su conjunto, se comporta como si no tuviera rotación (“movimiento angular”). Así, un par de Cooper se comporta como una “partícula” con espín 0 y carga eléctrica -2.

    La “condensación de Bose” es un fenómeno típicamente mecánico-cuántico. Sólo se aplica a partículas con espín entero (bosones) que se agrupan juntos en el estado de menor energía posible. Recordemos que a los Bosones les gusta hacer a todos la misma cosa. En este estado todavía se pueden mover, pero no pueden perder más energía y, en consecuencia, no sufren ninguna resistencia a su movimiento. Los pares de Cooper se mueven libremente, de manera que pueden crear corrientes eléctricas que no encuentran ninguna resistencia. Un fenómeno parecido tiene lugar en el helio líquido a muy bajas temperaturas. Aquí los átomos de helio forman una condensación de Bose y el líquido que forman puede fluir a través de los agujeros más pequeños sin la más mínima resistencia.

    Como los electrones por separado tienen espín ½ no pueden sufrir una condensación de Bose. Las partículas cuyo espín es igual a un entero más un medio (fermiones) tienen que estar en estados cuánticos diferentes debido al principio de exclusión de Pauli. Esta es la razón por la que la superconductividad sólo se puede producir cuando se forman pares. Comprendo que la forma de explicarlo puede resultar algo confusa pero, estoy tratando de transmutar a explicación escrita lo que resulta claramente entendible con ecuaciones y, desde luego, no siempre resulta fácil dar explicaciones sencillas de fenómenos cuánticos que requieren formulaciones distintas a la de la palabra hablada.

    Fueron el belga François Englert, el americano Robert Brout y el inglés Peter Higgs los que descubrieron que la superconductividad podría ser importante para las partículas elementales. Propusieron un modelo de partículas elementales en el cual partículas eléctricamente cargadas, sin espín, sufrían condensación de Bose. Esta vez, sin embargo, la condensación no tenía lugar en el interior de la materia sino en el vacío. Las fuerzas entre las partículas tenían que ser elegidas de tal manera que se ahorrara más energía llenando el vacío de estas partículas que dejándolo vacío. Estas partículas no son directamente observables, pero podríamos sentir este estado, en cuyo espacio y tiempo están moviéndose las partículas de Higgs (como se las conoce ahora) con la mínima energía posible, como si el espacio tiempo estuviera completamente vacío.

    Las partículas de Higgs son los cuantos del “campo de Higgs”. Una caracterísitica de este campo es que su energía es mínima cuando el campo tiene una cierta intensidad, y no cuando es nulo. Lo que observamos como espacio vacío no es más que la configuración de campo con la menor energía posible. Si pasamos de la jerga de campo a la de partículas, esto significa que el espacio vacío está realmente lleno de partículas de Higgs que han sufrido una “condensación de Bose”.

    Este espacio vacío tiene muchas propiedades en común con el interior de un superconductor. El campo electromagnético aquí también es de corto alcance. Esto está directamente relacionado con el hecho de que, en tal mundo, el fotón tiene una cierta masa en reposo.

    Y aún tenemos una simetría gauge completa, es decir; la invariancia gauge no se viola en ningún sitio. Y así, sabemos cómo transformar un fotón en una partícula “con masa” sin violar la invariancia gauge. Todo lo que tenemos que hacer es añadir estas partículas de Higgs a nuestras ecuaciones. La razón por la que el efecto d3e la invariancia gauge en las propiedades del fotón es tan diferente ahora es que las ecuaciones están completamente alteradas por la presencia del campo de Higgs en nuestro estado vacío. A veces se dice que “el estado vacío rompe la simetría espontáneamente”. Esto no es realmente correcto, pero el fenómeno está muy relacionado con otras situaciones en las que se produce espontáneamente una rotura de simetría.

    Higgs sólo consideró campos electromagnéticos “ordinarios”, pero desde luego, sabemos que el fotón ordinario en un vacío auténtico no tiene masa en reposo. Fue Thomas Kibble el que propuso hacer una teoría de Yang-Mills superconductora de esta forma, simplemente añadiendo partículas sin espín, con carga de Yang-Mills en vez de carga ordinaria, y suponer que estas partículas podían experimentar una condensación de Bose. Entonces, el alcance de las interacciones de Yang-Mills se reduce y los fotones de Yang-Mills se convierten en partículas con espín igual a 1 y masa distinta de cero.

    Pero, ¡Los fotones de Yang-Mills adquieren su masa y el principio gauge se sigue cumpliendo! Creo que había dos razones por las que, al principio, esta visión no recibió la atención que se merecía. Primero, porque la gente pensó que el esquema era feo. El principio gauge estaba ahí, pero ya no era el tema central. El campo de Higgs había sido puesto ahí “a propósito” y la partícula de Higgs, en símisma, no era una “partícula gauge”. Si se admitía esto, ¿por qué no introducir más partículas y campos arbitrarios? Estas ideas se consideraron como simples modelos con los que jugar, sin mucho significado fundamental.

    En segundo lugar estaba lo que se llamó “teorema de Goldstone”. Ya se habían propuesto antes modelos de partículas con “rotura espontánea de simetría”, pero para la mayoría de esos modelos, Jeoffrey Goldstone había probado que siempre contenían partículas sin masa y sin espín. Muchos investigadores, por lo tanto, pensaron que la teoría de Higgs también debía contener esa partícula de Goldstone, sin masa, y que esto era un inconveniente porque entre las partículas conocidas no había ninguna partícula de Goldstone. Incluso el propio Goldstone había advertido que el modelo de Higgs no satisfacía las condiciones para su demostración, así que no tenía que ser válido para este caso, pero todo el mundo estaba tan impresionado con las matemáticas del teorema, que el modelo de Higgs-Kibble no tuvo éxito durante algún tiempo.

    Y así el teorema de Goldstone se utilizó como “un teorema de imposibilidad”: si el espacio vacío no es simétrico, entonces no se puede evitar la presencia de partículas sin masa y sin espín. Ahora sabemos que en nuestro caso, la letra pequeña invalida el teorema; las partículas de Goldstone se hacen invisibles debido a la invariancia gauge y no son más que las “partículas fantasma” que encontró Feynman en sus cálculos. Además, recuerde que como dije antes, el mecanismo Higgs no es una auténtica rotura espontánea de simetría.

    Dos prestigiosos investigadores habían sugerido de forma independiente que se podían construir modelos realistas de partículas en los cuales el sistema de Yang-Mills fuera responsable de la interacción débil y el mecanismo de Higgs-Kibble la causa de su corto alcance. Uno de ellos era el paquistaní Abdus Salam. Salam estaba busando modelos estéticos de partículas y pensó que la belleza de la idea de Yang-Mills era razón suficiente para intentar construir con ella un modelo de interacción débil. La partícula mediadora de la interacción débil tenía que ser un fotón de Yang-Mills y el mecanismo de Higgs-Kibble la única explicación aceptable para que esta partícula tuviese una cierta cantidad de masa en reposo.

    En una reunión subvencionada por el consorcio sueco Nobel en 1968, Salam expuso las ideas que había estado elaborando con su coautor John Ward. Su conferencia y la discusión posterior fueron publicadas, y poco después la cuestión que se convirtió en el centro de la discusión fue si la teoría era renormalizable. Intuitivamente, Salam creyó que la respuesta tenía que ser afirmativa, pero no pudo dar ningún detalle de la demostración. Fue incapaz de formular las reglas de Feynman y tuvo que admitir que la teoría parecía estar llena de partículas fantasma que estaban a punto de estropearlo todo. Si se calculaba la producción de tales partículas, en algunos experimentos se obtenía o una “producción negativa” o que la energía se hacía negativa. Ambos resultados eran inaceptables para una teoría lógicamente coherente.

    El otro investigador que había llegado más o menos al mismo punto era el americano Steven Weinberg. Pero Weinberg dio un paso más al formular con mucho más detalle un modelo sencillo en el cual indicaba con precisión los campos que existían y cómo podían interactuar. Pero se limitó a los leptones. Weinberg comprendió que, junto al fotón ordinario, tenía que haber tres fotones de Yang-Mills pesados: uno cargado positivamente, uno cargado negativamente, y otro neutro. En lo que se refiere a los fotones cargados, todo el mundo estaba de acuerdo en que estos se necesitarían para describir la interacción débil; serían los famosos Bosones vectoriales intermediarios, W+ y W-. De acuerdo con Weinberg, sus masas tenían que ser mayores que 60.000 MeV. Pero solos, estos Bosones vectoriales cargados eran suficientes para explicar todos los procesos de interacción débil que se conocían en esa época. Que aparte de ellos y del fotón ordinario, ?, también se necesitase otro componente neutro (Weinberg lo llamó Zº) no era evidente en absoluto. Se encontró que la masa del Zº tenía que ser un poco mayor que la de los Bosones cargados.

    Esto era un problema para aquellos que deseaban creer en una partícula neutra Zº, problema que era incluso más chocante si se compara la vida media del ?? con la de KL. ¿Por qué el pión se descompone en un ?- y un ?? , mientras que el KL durante toda su vida, mucho más larga, nunca se descompone vía Zº en, por ejemplo, un ?+ y un ?-? Weinberg comprendió, sin embargo, que las estrictas reglas matemáticas del sistema de Yang-Mills exigían la existencia de una corriente que puede emitir partículas neutras Zº. Para él estaba claro que algo no funcionaba bien con los Hadrones y por esta razón tituló su artículo: “Un modelo para los leptones”. Para los leptones, la consecuencia más importante de la existencia de la partícula neutra Zº era el proceso de colisión ?? + e? ? ?? + e?.

    Existen diagramas (no puedo mostrarlos aquí) que muestran cómo se produce la interacción débil mediante el intercambio de un bosón vectorial intermediario W?. En la parte (a), la transición ?- + ve ? ?? + e? tiene lugar a través del estado intermedio ?? + W- + ve, o a través de ?- + e- + W+. Si se siguen las flechas en la dirección opuesta se ven las interacciones de las correspondientes antipartículas. El diagrama también muestra cómo ?- puede desintegrarse en ?? + e? + (el antineutrino). La parte (b) muestra la reacción n? p + e? +, y la parte (c) como la partícula intermediaria neutra puede generar la desintegración de ?+. Sin embargo, ¡este último es un proceso que nunca ha sido observado!

    Weinberg concluyó así que esta teoría podía ser comprobada experimentalmente. Aunque ya se habían realizado experimentos con neutrinos en esta dirección, la existencia de este tipo de interacción era todavía muy incierta. Realmente, la eficiencia con la que los neutrinos del tipo electrón chocan con electrones también estaría afectada por la contribución debida al intercambio Zº, pero este proceso también debía tener lugar por intercambios con carga.

    Weinberg también supuso que su modelo sería renormalizable, pero no pudo formular las reglas matemáticas con detalle. Esto ocurría en 1967 y en 1970, tanto Weinberg como Salam habían perdido interés en la teoría de Yang-Mills. Habían aparecido nuevas teorías para las interacciones débiles. Teorías en las cuales había un número infinito de diagramas y en las que se permitían probabilidades negativas y ligeras violaciones de la causalidad. Ahora, con perspectiva, es fácil decir por qué semejantes ideas estaban condenadas a fallar, pero en esa época todas las posibilidades e imposibilidades tenían que ser comprobadas.

    Así es como me encontré con el mecanismo de Higgs-Kibble (no creo que supiese en ese momento que se llamaba así), era muy escéptico con estas ideas, y no fue fácil asimilar que pudiésemos llamar vacío a algo lleno de partículas invisibles. ¿No delatarían su presencia por sus campos gravitatorios? La teoría puede ser formulada de tal manera que esos campos gravitatorios se compensen exactamente con otras partículas invisibles o por una contribución misteriosa del propio espacio vacío. Cómo consigue la naturaleza enmascarar tan exacta y eficientemente esos efectos de la gravedad que no podamos notar nada, es un misterio que continúa siendo muy debatido hoy en día. En mi opinión, la resolución de este rompecabezas tendrá que ser pospuesta hasta que entendamos mucho mejor la teoría de la gravedad cuántica. Y eso no ha sucedido todavía.

  • josean

    Feliz año 2010, seguiremos así, el tiempo para el año internacional de la astronomía sigue sin caducar.

    Gracias por estar ahí para poderos leer.

  • http://www.emiliosilveravazquez.com emilio silvera

    La verdad es que, habiendo tenido sólo 11 comensales escribientes, el día, después de todo, no fue tan mal, hemos llegado al 30.

    Creo de de haber sido un día no festivo, el número de intervenciones hubiera sido mucho más elevado, ya que, el tema lo merece.

    ¡Una pena!

  • Isod

    No Emilio. El problema es que la página estuvo bastante tiempo debido al efecto “Menéame”. Apareció la foto del eclipse parcial de la luna azul en el portal de noticias meneame.net y el gran número de accesos provocó la caída del servidor. Pilló al Álex de viaje, por lo que el tema duró bastante tiempo.

    Es posible que en otro caso habría más comentarios. Porque el tema es interesante, pero tamén complicado como él solo. ;-)

  • Myhtssu

    Todas éstas Teorías, son parte de la Física verdad? Nunca presté mucha atención a la Física, pero ahora me interesa aprender sobre ésta. Saludos.

  • http://www.facebook.com/juanjose.cintastebes Juan Jose Cintas Tebes

    viendo..el otro dia el frasco con alcohol en gel..dentro de la botella observaba burbujas en suspencion..pues al ser tan denso el alcohol en gel quedan a perpetuidad esas burbujas dentro del fluido..entonces pensando sobre todo esto ..imagine que quizas en un origen todo el universo no estaba vacio ..sino todo completamente lleno de una materia primordial oscura…que por un acontecimiento inaudito como lo fue el big bang ..perturbo esta materia oscura ..la cual se comenzo a condensarce formando estrellas y galaxias…quizas..como las burbujas dentro de ese fluido el espacio vacio es porque se ha condesado esa materia oscura para formar soles , planetas y galaxias…y como este acontecimiento es ya imparable , implacable el universo en realidad no se expande…lo que se expande es la perturbacion de la eterna materia oscura..que perturbada genera el universo conocido…es solo un pensamiento pero como todoo pensamiento individual tendra su polemica y detractores..por el momento personalmente estoy conforme conb lo que pienso..solo queria compartir y me disculpo si he ofendido a alguien no es mi intencion…

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