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» » ‘Agravity’ y la nueva Teoría de la Simetría de Escala

por Natalie Wolchover, 18 de agosto 2014

Para evitar el estancamiento en el modelo de la teoría estándar sobre el universo y multiverso, prosiguen las propuestas y nuevos planteamientos que tratan de reformularla. En esta nueva hipótesis, y según las nuevas ideas que bullen sobre el multiverso, la masa y la longitud pueden ya no ser las propiedades fundamentales de la naturaleza, sino que las escalas de masa y longitud surgen de las interacciones entre las partículas.

Aunque las galaxias se vean más grandes que los átomos y los elefantes parezcan superar a las hormigas, algunos físicos han comenzado a sospechar que las diferencias de tamaño son ilusorias. Tal vez la descripción fundamental del universo no incluye los conceptos de "masa" y "longitud", lo que implica que en el núcleo de la naturaleza la escala carece de sentido.

Esta poco explorada idea, conocida como simetría de escala, constituye una ruptura radical con los supuestos de hace tiempo acerca de cómo las partículas elementales adquieren sus propiedades. Pero ha surgido recientemente como un tema común de numerosas charlas y ponencias de  respetados físicos de partículas. Con su campo estancado en un desagradable callejón sin salida, los investigadores han vuelto a las ecuaciones maestras que describen las partículas conocidas y sus interacciones, y se preguntan: ¿Qué pasa si borramos los términos de las ecuaciones que tienen que ver con la masa y la longitud?

La naturaleza, al nivel más profundo, no puede diferenciar entre las escalas. Este es el punto de comienzo con la simetría de escala, donde los físicos, con una ecuación básica, establecen un conjunto de partículas sin masa, cada una con confluencia única de características como si se tratara de materia o de antimateria teniendo una carga eléctrica positiva o negativa. A medida que estas partículas se atraen y se repelen entre sí, y dado los efectos de su interacción en cascada, como fichas de dominó según los cálculos, la simetría de escala "se rompe", y las masas y longitudes surgen espontáneamente.

Los efectos dinámicos similares generan el 99 por ciento de la masa del universo visible. Los protones y los neutrones son amalgamas, cada uno forma un trío de partículas elementales llamadas quarks ligeros. La energía utilizada para mantener estos quarks les da una masa combinada de alrededor de 100 veces más que la suma de las partes. "La mayor parte de la masa que vemos se genera de esta manera, por lo que estamos interesados ​​en ver si es posible generar toda la masa de esta manera", dijo Alberto Salvio, un físico de partículas en la Universidad Autónoma de Madrid y co-autor de un artículo reciente en una teoría de la naturaleza de escala simétrica.

En las ecuaciones del "modelo estándar" de la física de partículas, sólo una partícula descubierta en 2012, llamada el bosón de Higgs, viene equipada con la masa desde un primer momento. Según una teoría desarrollada hace 50 años por el físico británico Peter Higgs y sus asociados, se reparte la masa de otras partículas elementales a través de sus interacciones con ellas. Los electrones, los bosones W y Z, los quarks individuales y así sucesivamente: Todos sus masas se cree que se derivan del bosón de Higgs y, en un efecto de retroalimentación, marcan al mismo tiempo la masa del Higgs de arriba o abajo.

El nuevo enfoque de la simetría de escala vuelve a escribir el comienzo de esa historia.

"La idea es que tal vez la masa del Higgs no está realmente ahí", dice Alessandro Strumia, un físico de partículas en la Universidad de Pisa en Italia. "Se puede entender con algunas dinámicas".

El concepto parece descabellado, pero está atrayendo el interés en este campo, dado que en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN en Ginebra, cerrado por mejoras a principios de 2013, sus colisiones habían fracasado en producir cualesquiera de las docenas de partículas que muchos teóricos habían incluido en sus ecuaciones durante más de 30 años. El gran fracaso sugiere que los investigadores pueden haber estado equivocados desde hace décadas en su comprensión de la forma de calcular las masas de las partículas.

"No estamos en una posición donde podemos darnos el lujo de ser particularmente arrogante sobre nuestra comprensión de lo que las leyes de la naturaleza deben ser similar", dijo Michael Dine, un profesor de física en la Universidad de California, Santa Cruz, que ha sido siguiendo el nuevo trabajo sobre la simetría de escala. "Las cosas que yo podría haber sido escéptico acerca de antes, estoy dispuesto a considerar."

[...]
La teoría llamada "Agravity" (por "gravedad adimensional") desarrollada por Salvio y Strumia puede ser la realización más concreta de la idea de la simetría de escala hasta el momento. Agravity teje las leyes de la física en todas las escalas dentro de una sola y cohesionada imagen, en la cual se plantea la masa del Higgs y la masa de Planck a través de efectos dinámicos independientes. Como se detalla en la publicación de junio en el Journal of High-Energy Physics, agravity también ofrece una explicación de por qué el universo se infló al existir en un primer momento. Según esta teoría, la ruptura de la simetría de escala provocó una expansión exponencial del tamaño del espacio-tiempo durante el Big Bang.


- Más información: “At Multiverse Impasse, a New Theory of Scale
- Teoría Agravity .
- Imagen Credito Andy Gilmore for Quanta Magazine.
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