Esta imagen, de un choque entre iones de oro, acelerados a velocidades relativísticas, muestra las trayectorias seguidas por miles de partículas subatómicas (plasma quark-gluones, QGP) producidas durante el impacto en el centro del detector STAR, en el Colisionador de Iones Pesados Relativísticos (RHIC), en el Laboratorio Nacional Brookhaven, en Estados Unidos.Antes que nada, mi posición respecto a los tiempos de verbo y los titulares utilizados en esta y en otras noticias científicas:
Al leer este artículo, no pierdan de vista que los resultados del experimento, al día de hoy, no permiten dejar de hablar de la noticia en potencial; actitud que los mismos físicos también se esfuerzan en sostener con claridad.
Pero eso no es todo. Sin entrar a mayores profundidades, porque no es el lugar adecuado, me pregunto si las leyes de la naturaleza se pueden romper, o violar, al margen de lo que dure el fenómeno observado, sea más o menos breve. Lo que tal vez han querido decir es que cierta ley de la naturaleza parece no ser, o no actuar, exactamente como hasta hoy se pensaba.
En los años cincuenta se encontró que la paridad no se cumplía en la interacción débil (de esto se habla justamente más adelante en este artículo), pero ¿se puede decir que por eso los físicos violaron esa ley en el experimento que los llevó a ese conocimiento? ¿no sería más adecuado decir que en este caso que nos ocupa ahora los físicos habrían descubierto que cierto conocimiento estaba equivocado o era inexacto? ¿o es que tenemos nosotros la capacidad de modificar el comportamiento de las leyes naturales?.
Por ejemplo, podemos decir que "vencemos" la gravedad mediante el uso de naves propulsadas por cohetes, pero la ley de la gravedad no deja de existir en ningún momento durante el vuelo, sigue actuando como si nada, inalterable e indiferente a nuestras acciones. Y hubiera sido, en su momento, bastante chocante y soberbio leer un titular como "Robert Goddard lanza cohete de combustible líquido y rompe una ley natural".
Al leer este artículo, no pierdan de vista que los resultados del experimento, al día de hoy, no permiten dejar de hablar de la noticia en potencial; actitud que los mismos físicos también se esfuerzan en sostener con claridad.
Pero eso no es todo. Sin entrar a mayores profundidades, porque no es el lugar adecuado, me pregunto si las leyes de la naturaleza se pueden romper, o violar, al margen de lo que dure el fenómeno observado, sea más o menos breve. Lo que tal vez han querido decir es que cierta ley de la naturaleza parece no ser, o no actuar, exactamente como hasta hoy se pensaba.
En los años cincuenta se encontró que la paridad no se cumplía en la interacción débil (de esto se habla justamente más adelante en este artículo), pero ¿se puede decir que por eso los físicos violaron esa ley en el experimento que los llevó a ese conocimiento? ¿no sería más adecuado decir que en este caso que nos ocupa ahora los físicos habrían descubierto que cierto conocimiento estaba equivocado o era inexacto? ¿o es que tenemos nosotros la capacidad de modificar el comportamiento de las leyes naturales?.
Por ejemplo, podemos decir que "vencemos" la gravedad mediante el uso de naves propulsadas por cohetes, pero la ley de la gravedad no deja de existir en ningún momento durante el vuelo, sigue actuando como si nada, inalterable e indiferente a nuestras acciones. Y hubiera sido, en su momento, bastante chocante y soberbio leer un titular como "Robert Goddard lanza cohete de combustible líquido y rompe una ley natural".
Al parecer, los científicos en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Long Island, descubrieron recientemente que una ley de la naturaleza podría haberse quebrado. En una pequeña fracción de segundo inimaginable, en el Colisionador de Iones Pesados Relativísticos (Relativistic Heavy Ion Collider, RHIC), los físicos han creado una burbuja de espacio donde parece que la simetría se ha roto, dejando de existir la paridad.
La paridad, por mucho tiempo, se pensó que es una ley fundamental de la naturaleza. En esencia, afirma que el universo no es ni "diestro" ni "zurdo", que las leyes de la física no cambian cuando se expresan en coordenadas invertidas. En la década de 1950 se constató que la llamada fuerza débil, que es responsable del decaimiento beta y de la radiactividad, rompe la ley de paridad. Sin embargo, la fuerza nuclear fuerte, responsable de mantener unidos a los nucleones (protón y neutrón) -venciendo la repulsión electromagnética entre los protones y haciendo que los neutrones permanezcan unidos entre sí y a los protones-, se pensaba que adhiere a la ley de paridad, por lo menos en circunstancias normales.
Esa ley parece haber sido rota por un equipo de alrededor de una docena de físicos de partículas, entre ellos Jack Sandweiss, Profesor Distinguido de Física en Yale. Desde 2000, Sandweiss ha estado colisionando núcleos de átomos de oro unos contra otros, como parte del experimento STAR en el RHIC, un acelerador de partículas de 2,4 kilómetros de circunferencia, para estudiar la ley de paridad en las condiciones extremas resultantes.
El equipo ha creado algo llamado plasma de quarks y gluones; una especie de "sopa" que se produce cuando las energías llegan a niveles suficientemente altos como para romper los protones y neutrones en sus componentes de quarks y gluones, los bloques fundamentales de la materia (al menos hasta hoy).
Los teóricos creen que este tipo de plasma de quarks y gluones, que tiene una temperatura de cuatro billones de grados centígrados, existía justo después del Big Bang, cuando la edad del universo era de sólo un microsegundo. La "burbuja" de plasma creada en las colisiones en el RHIC duró sólo una millonésima de una milmillonésima de una milmillonésima de segundo; sin embargo, el equipo espera usarlo para aprender más acerca de cómo la estructura del universo -de los agujeros negros a las galaxias - puede haberse formado a partir de la sopa.
Cuando los núcleos de oro, viajando a 99,999% de la velocidad de la luz, chocaron entre ellos, el plasma resultante fue tan intenso que la energía contenida en un cubo pequeño, cuyos lados miden aproximadamente una cuarta parte del espesor de un cabello humano, es suficiente para sostener la demanda energética de todo Estados Unidos durante un año.
Fue también el campo magnético producido por el gigantesco plasma -el más fuerte jamás creado- el que alertó a los físicos acerca de que una de las leyes de la naturaleza podría haber sido quebrada.
"Una cosa muy interesante sucedió en estas condiciones extremas", dice Sandweiss. "La violación de la paridad es muy difícil de detectar, pero el campo magnético, en relación con la violación de la paridad, dio lugar a un efecto secundario que nosotros podríamos detectar".
Sandweiss y el equipo -que incluye los científicos investigadores en física de Yale, Evan Finch, Alexei Chikanian y Richard Majka- encontraron que los quarks de un signo se mueven juntos: quarks "up" se trasladaron en un sentido a lo largo de las líneas de campo magnético, mientras que quarks "down" viajaron a través de ellas en sentido contrario. Que los quarks notaran la diferencia desplazándose en sentidos opuestos podría estar sugiriéndoles a los investigadores que la simetría se ha roto.
Los resultados fueron tan inesperados que Sandweiss y sus colegas esperaron más de un año para su publicación, aprovechando el tiempo de espera para la búsqueda de una explicación alternativa. El físico todavía es rápido en señalar que el efecto únicamente sugiere la violación de la paridad -que no la prueba-, es por eso que la colaboración STAR ha decidido abrir la investigación a los controles por parte de otros físicos.
"Creo que es un efecto real, pero sabremos más en los próximos años", dice Sandweiss.
Luego, el equipo quiere poner a prueba el resultado, mediante la ejecución del experimento de colisión con energías inferiores, para ver si la presunta violación desaparece cuando no hay energía suficiente para crear las condiciones extremas necesarias.
Si el efecto resulta ser real, podría ayudar a los científicos a entender una asimetría similar que llevó a uno de los misterios más fundamentales de la física, es decir, por qué hoy el universo está dominado por la materia ordinaria, a pesar que iguales cantidades de materia y antimateria fueron creadas por el Big Bang.
Sandweiss, por una parte, está a la espera de algunas respuestas. "Realmente me gustaría ver esta evolución y y saber exactamente lo que está pasando", dice.
Fuente:
For One Tiny Instant, Physicists May Have Broken a Law of Nature
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