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Introducción de la Dra. Ana Laura Serra El Modelo Estándar de la Física de Partículas es una teoría que describe tres de las cuatro las interacciones fundamentales conocidas y el comportamiento de las partículas elementales que componen toda la materia del universo. Desarrollada durante los años setentas, es consistente con la Relatividad Especial y con la Mecánica Cuántica; pero no alcanza a ser una teoría completa debido a que no incluye a la gravedad ni tampoco predice las hipotéticas materia oscura y energía oscura. Para darnos una explicación más detallada de este modelo, su estado actual y limitaciones, Magazine de Ciencia se reúne con el Dr. Ricardo Néstor Piegaia, quien se licenció en el año 1981 en Ciencias Químicas en la Universidad de Buenos Aires. En 1983 obtiene su Master en Ciencias Físicas y en 1987 su Doctorado en Física en los EEUU en la Universidad de Yale. En 1984 se desempeña como Asistente de Investigación en la misma institución y en 1989 como Investigador Invitado en el Fermilab. En el año 1992 trabaja como Científico Asociado en el Laboratorio de Física de Partículas CERN en Suiza y nuevamente en 1994 en la Universidad de Yale. Entre 1996 y 2006 es Investigador Invitado en varias ocasiones en el Fermilab. Actualmente es Profesor Titular del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires y es Investigador Científico del CONICET en física experimental de partículas elementales.
Transcripción de la segunda parte de la entrevista
Física de partículas en el LHC Gran parte de los experimentos en física de partículas hoy se realizan en colisionadores. El colisionador de mayor energía está justamente en el CERN en Ginebra, en la frontera Franco-Suiza y es el último de toda una generación de aceleradores que han ido incrementándose cada uno en más energía. ¿Por qué se hace física de colisionadores? La razón es que los colisionadores son fábrica de partículas y la manera de estudiar la física de partículas elementales es fabricar partículas y ver qué es lo que les ocurre y ver si el Modelo Estándar predice lo que ocurre o si encontramos violaciones respecto a las predicciones del Modelo Estándar. ¿Por qué razón los colisionadores son fábrica de partículas y cómo se observan esas partículas fabricadas? La fabricación de partículas en los colisionadores se basa en lo que es probablemente la ecuación más famosa de la física, que es E = M.C² esa ecuación, energía igual a masa por la velocidad de la luz al cuadrado que, la he visto incluso en remeras de tan pública que es, tiene una connotación muy profunda y dice que energía es equivalente a masa o sea energía se puede transformar en masa y masa se puede transformar en energía. Ahora de nuevo si uno dice así energía libremente puede parecer algo más o menos sofisticado pero en realidad energía es algo bastante simple para los físicos. Energía por ejemplo es algo que se llama energía cinética que ahora se empieza a parecer más a lo que uno ve en física del secundario, por lo tanto puede parecer más aburrido. Energía cinética está directamente relacionada con la velocidad que tiene una partícula de hecho está relacionada con la velocidad al cuadrado, entonces una partícula que tiene velocidad cero no tiene energía cinética y una partícula que se está moviendo tiene energía cinética y cuanto más rápido se mueve más energía cinética tiene. Lo que dice la ley de Einstein E = M.C² es que yo puedo transformar esa energía cinética en masa ¿Eso qué quiere decir? Que si yo por ejemplo me estoy moviendo y de repente dejo de moverme, yo tengo energía cinética, esa energía cinética de repente desaparece, y esa energía cinética se puede transformar en masa, o sea se puede transformar en una nueva partícula. Entonces, ¿cómo se hace para desaparecer energía cinética? Ahí es donde entran los colisionadores. Un colisionador es un anillo en el cual circulan Protones a muy alta velocidad y en cierto punto del anillo esos Protones que circulan a muy alta velocidad, o sea muy alta energía cinética, se los hace chocar al hacerlos chocar pierden esa energía cinética porque frenan y la magia de la ecuación de Einstein es que esa energía cinética que desaparece, se transforma mágicamente en masa de una nueva partícula o sea aparece de la nada una partícula, no de la nada, aparece justamente de esa energía cinética que desapareció. Entonces, lo que son los colisionadores son transformadores de energía cinética en masa, y masa quiere decir nuevas partículas que se producen. Uno no puede controlar cuál es la partícula que se produce pero cuanto más energía cinética tengan las partículas que chocan se van a fabricar partículas de más masa y van a aparecer partículas que no conocíamos hasta ahora. Es interesante que el proceso inverso también ocurre, uno puede hacer que desaparezca masa y aparezca energía cinética, eso es exactamente lo que ocurre en un reactor nuclear en forma controlada o en una bomba atómica en forma descontrolada. En una bomba atómica desaparece un poquito de masa y eso es la onda expansiva: energía cinética del resultado de la explosión. Lo que se hace en los colisionadores es bastante más pacífico y se transforma, es el proceso inverso, en el cual energía se transforma en masa. Entonces, lo que hacemos en un colisionador de partículas es, en este caso de Protones, es hacer chocar Protones a las velocidades más altas que alcanzamos para producir partículas de las masas más altas que alcanzamos, y en particular, lo que esperamos es que se produzcan partículas de masa más alta que las conocidas hasta ahora y descubramos partículas nuevas. Entonces, el propósito de los colisionadores es fabricar partículas que ya sabemos que existen y medir sus propiedades y sus interacciones, y esperamos producir partículas que hasta ahora no se conocían. No se conocían no quiere decir que no existían, quiere decir que nosotros no las conocemos. En particular, y por eso también se habla que los colisionadores son una especie de microscopio o un telescopio al comienzo del Universo, en las primeras fracciones de segundo o en los primeros segundos de existencia del Universo, el Universo era mucho más caliente de lo que es ahora y las partículas tenían mucha más velocidad de la que tienen ahora naturalmente, y entonces cuando las partículas chocaban en ese Universo temprano producían las partículas que hoy fabricamos, por así decir, artificialmente en un colisionador entonces las partículas que hoy se producen en un colisionador de partículas son partículas que naturalmente, sin necesidad de la mano del hombre, se producían copiosamente en ese Universo temprano.
Jets de Alta Energía
Estas partículas tienen la característica, por ejemplo, que pueden transformarse en dos Quarks, o pueden transformarse en Electrones, o pueden transformarse en Muones, o pueden transformarse en otras partículas conocidas de las que hoy en día ya conocemos y que estábamos discutiendo antes. Entonces, para poder saber si se fabricaron estas partículas lo que nosotros vemos, son sus hijos. Es parecido a una bomba, uno sabe que ocurrió, por ejemplo, una bomba si de repente ve el frente que avanza en forma circular de explosiones que va destruyendo de la bomba uno sabe que hubo una explosión en el medio. De la misma manera, nosotros sabemos que se produce una partícula porque esa partícula decae en otras que salen volando en direcciones opuestas, y que son las partículas que ya conocemos. Si la partícula es el Electrón o es el Muón, vemos un Electrón o un Muón que sale volando. En cambio si las partículas a las cuales decae son Quarks, los Quarks no se pueden observar directamente por una serie de razones que podemos luego discutir, sino que se transforman en lo que se llaman Jets. Los Quarks se transforman en los Bariones que discutimos antes y entonces un Quark se transforma en un Jet de partículas colimadas que viajan todas en la dirección del Quark original. Entonces, la evidencia experimental de la producción de Quarks es la producción de Jets de muy alta energía. Entonces, los físicos que trabajamos en los colisionadores nos especializamos en distintas partículas que se producen. Están que se especializan en la producción de Fotones, producción Electrones, producción de Muones, nosotros nos especializamos en producción de Jets y a través de la medición de la producción de Jets, en la producción de Quarks. En particular, nosotros estudiamos la Cromodinámica Cuántica, estudiamos la producción de esos Quarks, la interacción de esos Quarks, y a su vez buscamos nuevas partículas, partículas supersimétricas, partículas exóticas, que decaen en Quarks. Si de repente, por ejemplo, nosotros observáramos dos Jets de muy alta energía que salen volando, pero de muy muy alta energía, que corresponden a dos Quarks de muy alta energía, vamos a poder publicar: hemos producido una nueva partícula no conocida hasta ahora, que decae, que tiene muy alta masa y donde esa masa se manifiesta en la energía de los Quarks en los que decayó. Entonces, la búsqueda, el estudio de Jets de alta energía cumple dos roles: el estudio de física ya conocida a mucho más alta precisión que hasta ahora, las interacciones entre Quarks, y la búsqueda de nuevas partículas que decaen a Quarks.
Otros experimentos del LHC
Este anillo, el colisionador que tiene 27 km de perímetro y donde dije se hacen colisionar Protones en cierto lugar, en realidad no fui suficientemente preciso, se hacen colisionar Protones en cuatro lugares distintos: uno tiene haces contra-rotantes de Protones. Se los hace colisionar en cuatro lugares, como si fueran los puntos cardinales, alejados entre sí. En uno de esos lugares de las colisiones ésta el experimento donde estamos nosotros: ATLAS, y en el otro, justo en el opuesto, está otro detector que se llama CMS, cuyo propósito es hacer lo mismo que hacemos nosotros pero con un detector diseñado distinto. Esto es muy importante en física, es fundamental que si se hace un experimento haya otro experimento competidor que verifique, o falsifique, los resultados del otro. Si un experimento observa algo, hasta que no se compruebe forma independiente con otro experimento, eso no puede ser aceptado completamente, ahora, como existe un único acelerador, colisionador de tanta energía, los dos experimentos tienen que estar en el mismo colisionador, entonces, el otro experimento es nuestra competencia pero a su vez, como el Yin y el Yan, nuestra necesidad de existencia. Nosotros necesitamos que exista el otro experimento y el otro experimento necesita que existamos nosotros, porque si ellos descubren algo y nosotros no lo verificamos, o verificamos que eso no pasa, eso no es un descubrimiento y por otro lado tiene la ventaja de que esa competencia que tenemos es una especie de aliciente a desarrollar tecnologías cada vez más poderosas porque precisamente hay una competencia en el sentido de que si hay algún descubrimiento para hacer, uno quiere hacerlo antes y la existencia del otro experimento es un lo que en promover la sana competencia de desarrollar técnicas cada vez más poderosas para ganar esa especie de carrera armamentístico-científica en realidad. Los otros dos experimentos que hay no son competencia si no que son experimentos que cumplen roles distintos; uno que se llama LHCb está diseñado para estudiar la física del Quark b, los seis Quarks que mencioné que existían, el quinto más pesado, no el sexto, sino el quinto más pesado se llama Quark b y este experimento está diseñado para estudiar la física de ese Quark, nada más; y el otro experimento que se llama ALICE, está diseñado para explotar un modo de trabajo que tiene colisionador, el LHC, en el cual no sólo se pueden hacer chocar Protones sino que se pueden hacer chocar núcleos atómicos. Cuando se hacen chocar esos núcleos atómicos, en ATLAS y en CMS medimos esa física, pero no estamos optimizados para explotar la física de la colisión de núcleos atómicos, sino que, el cuarto experimento que se llama ALICE está especialmente diseñado para medir qué es lo que ocurre cuando chocan iones, núcleos atómicos a muy alta energía, y producen lo que se llama un estado de la naturaleza el plasma de Quarks y Gluones, que es un estado de la naturaleza como el líquido, el sólido o el gaseoso, este es un estado de naturaleza, en el cual, sólo se puede estudiar en los colisionadores y es una física muy interesante para hacer que es pariente de la física de partículas, pero suficientemente distinta tal que se le considera áreas distintas.
El Observatorio Pierre Auger
El experimento Auger, es un orgullo para la Argentina, es el observatorio de Rayos Cósmicos más importante del mundo. Rayos Cósmicos son partículas que alcanzan a la Tierra, llegan a la Tierra de muy muy alta energía, mayor energía que las que hay en el propio LHC, y que tienen un origen extragaláctico. Esas partículas en llaman Rayos Cósmicos, y cuando chocan en la alta atmósfera chocan con un Protón un Neutrón de la alta atmósfera, y producen lo que se llama una Lluvia Atmosférica, que es un chorro de partículas muy grande, que se propagan por la atmósfera y llegan hasta la superficie. Esas Lluvias Atmosféricas nos están atravesando mientras estamos hablando; mientras yo les hablo por ejemplo hay dos Muones por segundo que nos están atravesando en este momento. Y si uno va más alto en la atmósfera se encuentra con otras partículas de esa Lluvia Atmosférica. Esa Lluvia Atmosférica es lo que uno quiere medir en el observatorio Auger. El observatorio Auger tiene una superficie de 70 x 70 km y tiene detectores ubicados a 1,5 km uno del otro cuyo propósito es medir esas Lluvias Atmosféricas que se producen cuando un Rayo Cósmico incide en la atmósfera. Y el propósito es medir el origen, la energía, y la naturaleza de esos rayos cósmicos o sea, es como un enorme telescopio pero en vez de ser un telescopio óptico o sea un telescopio que detecta los Fotones que nos llegan del espacio extra-galáctico mide las otras partículas que nos llegan Protones, Electrones, Neutrinos que nos llegan del espacio exterior y que al incidir en la Alta Atmósfera dan lugar a una Lluvia que la podemos detectar a nivel de la superficie. En particular, nuestro grupo trabaja dentro del sub-grupo de Auger que justamente busca medir la llegada de Neutrinos extra-galácticos de Ultra Alta Energía a la Tierra. Entonces como tal, es un observatorio telescopio de Neutrinos; y como justamente los Neutrinos son partículas que interactúan muy poco, es un área particularmente difícil del observatorios Auger y y hasta este momento no se ha observado ninguno, lo cual nos ha permitido poner lo que llama una cota al flujo de Neutrinos. O sea, lo que podemos decir es que el número de Neutrinos que llega a la tierra por Km cuadrado por año tiene que ser menor que un cierto número porque si hubiera sido mayor nosotros ya lo hubiéramos observado. La física de Neutrinos cósmicos o sea, lo que se llama la cosmología de Neutrinos, es un área de gran actividad entre los teóricos, y hay varios experimentos en el mundo que tienen como propósito medir los Neutrinos de Ultra Alta Energía que nos llegan del cosmos; el experimento Auger es uno de ellos.
Física más allá del Modelo Estándar
El Modelo Estándar, tal como lo conocemos hoy en día, es la teoría más precisa que hay en la física. Las predicciones del Modelo Estándar han sido todas verificadas experimentalmente y en particular alguna de las predicciones del Modelo Estándar tienen un nivel de acuerdo entre experimento y teoría que no se alcanzó en ninguna otra rama de la física. Sin embargo, sabemos que el Modelo Estándar no es correcto, no es completo, no es el final de la teoría el final de la descripción de la teoría. Hay varias razones para ello, una es, por ejemplo, es que no incluye la gravitación, de hecho no es compatible con la gravitación. ¿Qué quiere decir esto? En la física ya hemos estado en esa situación en el pasado y siempre ha sido señal de importantes descubrimientos por venir. Un ejemplo es a final del siglo XIX, estaba la Teoría de Newton para describir las interacciones de la mecánica y las leyes de Maxwell para describir el electromagnetismo; ambas eran teorías completamente exitosas, espectacularmente exitosas, podríamos decir, pero que tenían la característica que eran inconsistentes una con otra. El electromagnetismo de Maxwell y las Leyes de Newton no podían ambas ser al mismo tiempo una descripción del Universo porque eran inconsistentes una con otra. Una de las dos tenía al menos que ser modificada. Justamente de la inconsistencia entre estas dos teorías fue que surgió la Teoría de la Relatividad de Einstein, que lo que hizo fue modificar las Leyes de Newton para que sean consistentes con las Leyes de Maxwell. Y creó una nueva teoría, La Relatividad, que juntó un Newton modificado con las leyes de Maxwell generando un nuevo conocimiento y nuevas predicciones que hasta hoy en día tienen consecuencias impresionantes. En esa situación estamos hoy en día entre la gravedad, la teoría que describe la atracción entre las partículas masivas, entre los objetos con masa, que es La Relatividad General. La Relatividad General es la teoría que describe la interacción gravitatoria y el Modelo Estándar que es la Teoría de Campos que describe las otras tres interacciones. Esas dos teorías no son consistentes una con la otra o sea no es posible hacer una Teoría de Campos que incluya al mismo tiempo a la Relatividad General. Entonces, claramente no puede ser correcta la Relatividad General y el Modelo Estándar ambos al mismo tiempo y estamos seguros que va a haber que modificar ambos para que sean compatibles el uno con el otro. Entonces, la propia existencia de la interacción gravitatoria, curiosamente la primera interacción que descubrió el hombre, desde Newton la atracción entre la tierra y la luna por ejemplo, en el famoso experimento de la manzana, ya la propia existencia de la atracción gravitatoria nos indica que el Modelo Estándar no es la teoría final en la cual vamos a terminar. Pero hay otras inconsistencias, otras cosas más o menos sorprendentes. Una es que el Modelo Estándar predice justamente, incorpora partículas y antipartículas, de las cuales hablamos antes, y predice que partículas y antipartículas se producen de a pares. Cuando chocan Protones uno puede producir partículas pero si produce un Quark tiene que producirlo junto con un Antiquark, si produce un Electrón tiene que ir con un Antielectrón; y en particular predice que partículas y antipartículas se tienen que producir en conjunto. Sin embargo, el Universo que observamos está compuesto sólo de partículas. No hay antipartículas dando vuelta y la pregunta es ¿cómo pudo producirse? si la producción del Universo hubiera ocurrido a través del Modelo Estándar o sea, si el Modelo Estándar fuera la teoría que describe la propia creación del Universo tendríamos que tener tanta materia como antimateria dando vuelta. Entonces, la asimetría entre materia y antimateria, donde por asimetría queremos decir: hay materia pero no vemos esa antimateria. Nos dice que tiene que haber cosas adicionales en el Modelo Estándar que no conocemos hoy en día que logran explicar esa diferencia entre la cantidad de materia y antimateria que observamos. Otra característica, es que el Modelo Estándar tiene 19 magnitudes que no logra explicar. Una teoría que tiene 19 magnitudes que necesita para poder ser descripta no puede ser aceptada como la teoría final, la teoría que describe el Universo. Cuesta creer que sea una teoría elemental una teoría que logra explicar todo, algo que necesita 19 parámetros caprichosos por así decir, donde por ejemplo parte de esos parámetros son las masas de las partículas que varían sobre rangos enormes, como la masa del Quark Top, que es la partícula más pesada que tenemos, hasta la masa del Neutrino que es infinitamente más pequeña que la masa del Quark Top. Estamos seguros que esa diferencia de masa se tiene que explicar y el Modelo Estándar no lo explica. Otra cosa que tampoco explica el Modelo Estándar y que en ese sentido es una inconsistencia fundamental, es que hoy en día sabemos que la materia, las partículas elementales que describe el Modelo Estándar, son aproximadamente 5% de la materia que hay en el Universo. El resto de la materia está compuesto de lo que se llama materia oscura y energía oscura. Se llama materia oscura, por oposición a materia luminosa, a la materia que no podemos observar a través de su emisión de luz por ejemplo, las estrellas y las galaxias que están compuestas por estrellas, las podemos observar porque es materia luminosa, es materia que emite fotones, esos fotones llegan hasta la tierra, llegan hasta nuestra pupila, y las observamos muchas veces con ayuda del telescopio y sabemos que está esa materia ahí porque es luminosa, porque emite fotones que llegan a nosotros. Si hay materia que no emite fotones nosotros no la podemos ver porque justamente no emite luz que llegue hasta nosotros. Pero esa materia oscura la podemos observar en forma indirecta a través del hecho de que toda la materia contribuye a la interacción gravitatoria, sufre la interacción gravitatoria. Y lo que nosotros observamos es que el movimiento de las galaxias sólo se puede explicar si hay más materia que la materia luminosa que observamos; o sea, si hay materia no luminosa que se llama materia oscura, por oposición a luminosa. La cantidad de materia oscura que tiene que haber para explicar los resultados experimentales que se observan es que es siete veces más que la materia luminosa. La materia oscura es 35% de la materia que hay en el Universo y no sabemos de qué está compuesta. No está compuesta de las partículas que forman el Modelo Estándar, quiere decir que hay más materia en el Universo de aquella que la que el propio Modelo Estándar describe.
La Energía Oscura
Además de la materia luminosa 5% y la materia oscura 35%, queda un 60% aproximadamente, para completar el 100% que es otra forma de energía que no es materia sino lo que se llama energía oscura, y es una energía que no entendemos bien de que está compuesta pero que sabemos que existe a partir de la observación experimental de que la expansión del Universo se está acelerando. Hace mucho se sabe que el Universo se expande, eso quiere decir que las galaxias se alejan entre sí; lo que se sabe a partir de fin del siglo pasado es que esa expansión se está acelerando, las galaxias se alejan cada vez más rápido las unas de las otras. Y la forma de explicar eso es a través de la existencia de una energía oscura que hace que las galaxias se repelen entre sí y se están alejando cada vez más rápido. Esa Energía Oscura no sabemos de qué está compuesta; lo que sí, a partir de la medición de la expansión del Universo, sabemos que corresponde a 60%, 65% de la energía que hay en el Universo. Esa tampoco está descrita en el Modelo Estándar y es parte de las razones por las cuales sabemos que seguro hay física más allá del Modelo Estándar. Esto lo que quiere decir es que, no es que el Modelo Estándar está mal, sino que el Modelo Estándar es un pedacito de una estructura mucho más grande, y de la cual es como un gran edificio del cual sólo conocemos un departamento y que todavía no hemos podido ver el resto del piso y el resto de los otros pisos todavía, pero que sabemos que tiene que existir porque ese departamento por sí solo no puede existir.
Supersimetría y Modelo Supersimétrico Mínimo
Supersimetría es una de esas teorías que nos describen el resto del edificio, que nos describen la física que hay más allá del Modelo Estándar. Es una teoría muy elegante que fue propuesta por motivos puramente teóricos, y que hace predicciones que hoy en día están siendo buscadas activamente en los colisionadores. De hecho, nosotros que trabajamos en física de Jets una de las cosas que andamos buscando es partículas supersimétricas que decaen en Quarks y cuya observación experimental es la producción de Jets. Lo que postula la Supersimetría es que así como antes mencionamos que cada partícula tiene su antipartícula y eso hoy en día ya está completamente establecido, cada partícula tiene además una pareja Supersimétrica y de hecho cada pareja Supersimétrica tiene su Antipartícula Supersimétrica entonces, cada partícula que conocemos hoy en día tiene una pareja supersimétrica, ninguna de las cuales ha sido descubierto hasta ahora. Esta teoría supersimétrica logra resolver un conjunto de los problemas que mencioné antes del Modelo Estándar y de inconsistencias, y es una candidata fuerte a ser la teoría que, incluyendo el Modelo Estándar logra explicar fenómenos que el Modelo Estándar no explica todavía. El problema que tiene la Teoría de la Supersimetría es que ha hecho predicciones que hasta ahora no se han verificado; Por lo cual, es como que está empezando a ser arrinconada esta teoría; a diferencia de otras teorías que hasta ahora no han podido ser investigadas experimentalmente, la teoría Supersimétrica ya ha sido bastante investigada a nivel experimental y hasta ahora no ha habido evidencia de existencia de partículas supersimétricas; por lo tanto dentro del gran marco que es el modelo de las teorías Supersimétricas hay una gran parte que ya ha sido descartada aunque hay rincones que todavía no hemos podido investigar. Uno de los problemas que tiene la teoría Supersimétrica es que así como el Modelo Estándar tiene 19 parámetros, la teoría Supersimétrica tiene unos 100 parámetros y eso es una gran cantidad de parámetros y corresponde a esto que yo dije que hay un Gran Universo de teorías Supersimétricas que hay que investigar que corresponden a los distintos valores posibles de estos parámetros. Dentro de las teorías Supersimétricas una de las más elegantes es loque se llama Modelo Súpersimétrico Mínimo, que corresponde a un pedacito de las teorías Supersimétricas, pero que es el que es más consistente entre sí, y que básicamente tiene 5 parámetros para describir todo. Los modelos Súpersimétricos al ser 5 parámetros, todavía representan un cierto espacio de valores de estos parámetros, y una buena cantidad de éstos ya ha sido descartada por los experimentos; pero representa el modelo más elegante y en el cual están cifradas las mayores esperanzas de los físicos teóricos y los físicos experimentales de encontrar física más allá del Modelo Estándar. Y de hecho, los datos que se están tomando ahora con el LHC y que se van a tomar en los próximos 3, 4 años tienen, yo diría, como propósito fundamental descubrir, encontrar, o probar la no existencia de partículas supersimétricas.
Materia Oscura y el Neutralino
Uno de los problemas que logra resolver en forma muy elegante la Teoría de la Supersimetría, es justamente el de la materia oscura porque las partículas supersimétricas tienen lo que se llama una Carga Supersimétrica, se llama Paridad R pero vamos a llamarla carga Supersimétrica, que hace que la partícula supersimétrica más liviana que exista no puede decaer, tiene que ser estable, porque para que una partícula decaiga tiene que decaer en partículas más livianas que ella. Pero si ella es la partícula supersimétrica más liviana no hay partículas supersimétricas más livianas a las cuales puede decaer y por lo tanto tiene que ser estable. Esta partícula recibe un nombre, y se llama: La Partícula Supersimétrica Más Liviana, en inglés: Lightest Supersimmetric Particle. La partícula supersimétrica más liviana entonces, Supersimetría predice que tiene que ser estable, y si bien no la hemos encontrado todavía sabemos que tiene que ser neutra, y es un candidato ideal para la materia oscura. Sabemos que no emite luz y entonces podría exactamente explicar la materia oscura que necesitamos para explicar los movimientos de las galaxias que se observan en las observaciones del Universo. Entonces, las teorías Supersimétricas naturalmente explicaría la existencia de la materia oscura; y en particular, la partícula que sería la más liviana, recibe el nombre de Neutralino, se llama Neutralino, Neutro es porque no tiene carga, e INO porque las partículas supersimétricas para indicar que supersimétrica se le agrega el INO, por ejemplo el compañero Supersimétrico del Gluón se llama el Gluino, el compañero Supersimétrico del Fotón se llama el Fotino, y que no han sido descubiertos todavía, entonces, para indicar cuál es la partícula Neutra, Supersimétrica más liviana que existe se lo llama el Neutralino. Entonces, una de las cosas que se está buscando en los colisionadores de partículas, es la producción de una partícula neutra Supersimétrica que ya tiene nombre, se llama el Neutralino.
La Teoría de Cuerdas
La Teoría de Cuerdas es una teoría en la cual los físicos experimentales tenemos mucha esperanza o digamos muchas ganas de que los teóricos logren resolver las inconsistencias internas que tiene. Es muy elegante y lograría explicar muchísimas cosas. Básicamente lo que dice es que en vez de ser puntuales y sin tamaño las partículas elementales, tal como postula el Modelo Estándar, las partículas elementales son cuerditas. Y en realidad lo que dice es que existe una única cuerda y que las distintas partículas que observamos no son más que distintas formas de moverse, de oscilar de esa cuerda, eso es enormemente elegante porque yo les conté antes que los físicos considerábamos que logramos entender algo cuando explicamos muchas cosas con unas pocas. Cuando se lograron explicar los miles de partículas, los miles de Bariones con 3 Quarks, tuvimos la sensación de que estamos entendiendo. Ahora, qué maravilloso, si las 16 partículas del Modelo Estándar se logran explicar con una sola. Con una cuerdita sola que en función de que oscile de una manera o que oscile de otra está lo que nosotros llamamos las distintas partículas, con una sola cuerdita lograríamos explicar todo y por ejemplo la interacción de partículas que desde el punto de vista del Modelo Estándar serían cosas puntuales que interactúan entre sí, del punto de vista de cuerdas incluso es muy elegante porque uno tiene como dos cuerditas que vienen oscilando al acercarse se juntan y forman una única cuerda, otra partícula distinta que oscila distinto, y esa cuerda luego se divide en dos y en dos cuerdas que salen, eso explica naturalmente el decaimiento de partículas porque una cuerda como una especie de, pueden imaginar ustedes una pompa de jabón, esa cuerda dividiéndose en dos cuerditas automáticamente corresponde a una partícula que luego se divide en dos y decae en dos, por lo tanto tenemos, dos partículas que se juntan en una: un Bosón, una partícula intermediaria de la interacción, un Bosón, que luego se dividen otras dos, otras dos partículas, entonces, como cuerdas, como pompas de jabón que se juntan en una única y luego se vuelven a dividir; serían las interacciones entre dos partículas, entre partículas. Está claro la belleza de esta descripción, sería genial que sea la descripción correcta de la naturaleza. Tiene la ventaja en particular que ciertos modos de oscilación de esta cuerdita sería el Gravitón, la partícula responsable de la interacción gravitatoria; con lo cual, la interacción gravitatoria también se explicaría cómo éstas pompas de jabón que se juntan y se separan; con lo cual, también describiría la interacción que hasta ahora quedó afuera del Modelo Estándar. Entonces, es una teoría que tiene enormes promesas, enorme elegancia. Yo la verdad estaría muy contento que sea la teoría correcta. El problema es que es una teoría enormemente complicada desde el punto de vista matemático, no logra terminar de hacer predicciones, ni siquiera tiene claro cuál de muchas teorías alternativas de cuerda es la correcta, porque tiene distintas teorías alternativas que pueden ser todas válidas. Sin embargo, yo noto entre los físicos experimentales al menos, no los teóricos, que tenemos la esperanza que de repente nos enteremos que se resolvieron los problemas, se resolvieron estos problemas, fundamentales de la Teoría de Cuerdas, y la Teoría de Cuerdas hace predicciones concretas, hagamos los experimentos para ver si la teoría es no. El único problema es que también pensábamos eso hace 15 ó 20 años y ya van 20 años sin que eso haya ocurrido, así que si no ocurrió en los últimos 20 años perfectamente puede no ocurrir en los próximos 20. Y los próximos 20 ya empieza a ser el tiempo de vida útil de varios de los físicos que tenemos esas esperanzas. Por lo cual, mi opinión de la Teoría de Cuerdas es: yo estoy contento con que los físicos teóricos sigan trabajando en eso y me encantaría que resuelvan los problemas porque tiene una elegancia y una especie de estética que yo siento estaría bien que la naturaleza sea la que haya elegido.
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