A oscuras

Recientemente han surgido un par de noticias sobre la detección de materia oscura. Por un lado, una polémica medición en las curvas de rotación de las estrellas en el interior de la Vía Láctea, y por otro, su caracterización en colisiones de cúmulos galácticos por parte del telescopio Hubble.

Emmy Nöther: simetrías y conservaciones

Hoy se conmemora el 133º aniversario del nacimiento de Emmy Nöther, matemática y física alemana. Sus contribuciones en matemáticas fueron incontables, especialmente en el ámbito del álgebra, que revolucionó completamente. En física desarrolló el teorema de Nöther, una potente herramienta que permite predecir las cantidades que se conservan en una teoría a partir de sus simetrías.

¿Belleza más allá del modelo estándar?

When you have eliminated all the Standard Model explanations,

whatever remains, however improbable,

must be New Physiscs.

- Joaquim Matías, inspirado por Conan Doyle

Mientras media Europa está anodadada viendo el eclipse solar, también se están produciendo noticias en la física. Nos llegan desde La Thuile (valle de Aosta, Italia), en la conferencia Rencontres de Moriond.

Fisionar en tiempos revueltos (I): A la tercera va la vencida

Familia, amor, traición, intrigas políticas, secretos, misterio, espionaje, física. Cuando te toca vivir en tiempos revueltos, sabes que en cualquier momento la situación puede estallar.

En el espacio (de Hilbert) nadie puede oír tus gritos

El espacio de Hilbert es más grande de lo que imaginas [No dibujado a escala, ni siquiera logarítmica]. Imagen de R. Orus

Imagínate que vives en un espacio de Hilbert. Uno muy grande. Muy muy grande. Es más, exponencialmente grande. Pongamos por caso un vaso de agua. En él tendrás del orden de 10²³ moléculas. Si cada molécula pudiera estar solo en dos estados (lo cual es una simplificación muy grande), necesitarías una base con $2^{10^{23}} = 10 ^{3\cdot 10^{22}}$ vectores. Evidentemente no se puede escribir tantos vectores, ya que el universo "solo" tiene unos $10^{80}$ átomos: no hay papel ni memoria de ordenador suficiente para tanta información. Por supuesto, solo una fracción minúscula del espacio de Hilbert albergará a los estados que realmente existan en la naturaleza. ¿Cómo podemos encontrarlos y calcular cosas con ellos? No es factible buscarlos por simple tanteo, llamándolos para que vengan a nosotros (el espacio de Hilbert es tan grande y está tan despoblado que nadie oirá tus gritos). La única opción es emplear un mapa del tesoro, las llamadas redes de tensores. Hay redes de tensores adecuadas para cada situación. La que os voy a contar, MPS, sirve para sistemas de una dimensión.

¡Al colisionador!

El primer colisionador de partículas, según SMBC

En las últimas decenas de años (¿o quizá desde mucho antes?) la mayor parte del conocimiento sobre las partículas subatómicas ha venido de lanzar unas contra otras a energías cada vez mayores, y viendo lo que aparece después. Como niños que lanzan un juguete contra el suelo y lo aporrean para ver las piezas que lo forman. Lo primero que hay que tener en cuenta es que las partículas en un colisionador van a velocidades muy grandes. Casi casi casi a la velocidad de la luz. Así que, no queda otra, hay que usar las reglas del juego de la relatividad: Tenemos partículas con una cierta masa $M$ y momento lineal $p$, con lo cual tienen una energía $$E = \sqrt{(Mc^2)^2 + (pc)^2}$$ y velocidad $$v = \beta c = \frac{pc}{E} c$$

Al otro lado del espejo

En este blog hemos hablado de simetrías continuas, que se pueden ir haciendo poco a poco, como las traslaciones, las rotaciones, o las transformaciones gauge. Pero también existen transformaciones discretas, que nos relacionan un conjunto finito de estados sin posibilidad de pasos intermedios. En física, las más importantes son la inversión de carga ($C$), la paridad espacial ($P$) y la inversión temporal ($T$). Su importancia radica en que la teoría cuántica de campos demuestra que la acción conjunta de estas tres transformaciones $CPT$ es una simetría exacta de la naturaleza.