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La Física más allá de Einstein


Albert Einstein es el científico más famoso desde Newton y sus ideas son las más revolucionarias desde Copérnico; pero a diferencia de todos sus antecesores, no solo enunció teorías que cambiaron la forma de ver el Universo y la Naturaleza, sino que abrió puertas para que sus sucesores continuaran investigando.

Sus principales trabajos fueron, el efecto fotoeléctrico, el modelo del átomo, la relación masa-energía y las teorías de la relatividad especial y general.
Las puertas que abrió van más allá y a otros campos, como los agujeros negros, los puentes de espacio-tiempo, la dilatación del tiempo, la gravedad cuántica y las teorías unificadoras.

Desde hace medio siglo, un conjunto de destacados científicos continúan su tarea y a ellos seguramente le seguirán otras nuevas generaciones; todos con el mismo objetivo, llegar a describir el Universo y todo lo que hay y pasa en él con una sola ecuación y que sea como diría "simple y elegante".

Estos científicos de diversos orígenes, como John Wheeler, Richard Feynman, Hugh Everett, Roger Penrose, Robert Gamow, Stephen Hawking, Alan Guth, Clifford Johnson, David Deutsch, Michio Kaku, Steven Weinberg, Ronald Mallet y Max Tegmark, han continuado su obra y seguramente uno de ellos o de sus sucesores determinarán esa invaluable ecuación.

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Equipo oficial LHC


El Equipo oficial de LHC@Home es el equipo CERN de carácter INTERNACIONAL, fue originalmente fundado por el Dr. Karl Chen, el cual fue el diseñador y desarrollador del software Six Track, que es el responsable del procesamiento de los datos obtenidos por el LHC (Large Hadron Collider) de Suiza.
El LHC es el Acelerador de Partículas Subatómicas más grande del mundo, con una extensión de 27 Km y cubriendo una región que va desde Suiza a Francia.

El Dr. Karl Chen delegó el puesto de Founder a Rubén Tesolin, el cual ha postulado el Principio de Simultaneidad Dimensional, aplicable a la Física de Partículas.

El LHC@Home es un proyecto que procesa datos obtenidos en períodos muy discontinuos, esto se debe a que el LHC se pone en funcionamiento en limitadas oportunidades.

Cada puesta en marcha del acelerador produce millones de datos, esta información es procesada tanto por las computadoras del CERN como por LHC@Home cuando está disponible.

Cuatro proyectos se llevan a cabo simultáneamente, de los cuales el principal trata de hallar el Bosón de Higgs, la partícula elemental que constituiría la estructura fundamental del Universo.

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Física de Partículas I


Podemos definir las partículas elementales como aquellas cuya estructura interna no podía ser descrita (en el estado actual del conocimiento) como una simple combinación de otras partículas.

Al introducir el estado de conocimiento que se tiene del mundo subatómico en la definición de las partículas elementales, hemos de tener en cuenta que éstas, al variar lo que sabemos del mundo atómico, cambian. Podemos, de hecho, distinguir (muy arbitrariamente) cuatro etapas en la historia de las partículas elementales.

En la primera de ellas, que terminó en 1932, seis partículas elementales fueron descubiertas, que son: el fotón, el electrón, el protón, el neutrón, el positrón y el neutrino (aunque el descubrimiento de éste último era sólo teóricamente).

La segunda etapa en la Física de las Partículas Elementales comenzó en 1935 cuando quedó claro que las partículas existentes no eran suficientes para explicar la naturaleza de las fuerzas nucleares, en concreto cómo coexistían los protones en el núcleo si debido a la carga eléctrica positiva que poseían debían repelerse (lo cual se explica introduciendo una nueva fuerza, la fuerza nuclear fuerte) y fenómenos derivados de la desintegración de núcleos, es decir la radiactividad natural y artificial (para ello se introdujo otra nueva fuerza llamada fuerza nuclear débil). La idea cuántica de una fuerza es suponer que, igual que dos esquiadores que se lanzan pelotas de nieve uno a otro se repelen, si decimos que entre dos partículas existe una fuerza, significa que existe un intercambio de partículas. Este razonamiento une la física de las Partículas con las fuerzas, interacciones o campos elementales. Además, durante este periodo se descubrieron nuevas partículas como son: los muones (1938) y los mesones (en 1947 los mesones cargados y en 1950 el mesón neutro).

Los fotones (partículas o cuantos responsables del campo electromagnético), participan en las interacciones electromagnéticas, pero no poseen interacciones nuclerares fuertes ni débiles.

Los leptones recibieron su nombre de la palabra griega leptos, que significa ligeros. A estos pertenecen las partículas que no poseen interacción fuerte: los muones, los electrones, los neutrinos electrónicos, y las correspondientes antipartículas para cada una de estas partículas. Todos los leptones tienen un espín igual a 1/2 y por consiguiente, son fermiones (partículas de espín semientero que no pueden encontrarse en el mismo estado con los mismos números cuánticos) y poseen interacción débil. Aquellos que tienen carga eléctrica (o sea, los muones y los electrones) poseen también interacción electromagnética.

Los mesones son partículas inestables de interacción fuerte que carecen de la llamada carga bariónica. A este grupo pertenece los mesones pi o piones, los mesones K o kaones y el mesón eta. A diferencia de los leptones, los mesones poseen no sólo interacción débil (y electromagnética, si están cargados), sino también fuerte, la que se manifiesta durante la interacción de éstos entre sí y también con los bariones para formar hadrones. El espín de todos los mesones es igual a cero, de manera que todos ellos son bosones, que contrariamente a los fermiones, pueden acumularse en un estado.

Los bariones agrupan a los nucleones (protón, neutrón) y unas partículas inestables, que poseen mayor masa que la de los nucleones, denominados hiperones. Todos los bariones poseen interacción fuerte y, por consiguiente interaccionan activamente con los núcleos atómicos. El espín de todos los bariones es igual a 1/2, de forma que los mismos son fermiones. Salvo el protón todos los bariones son inestables. Desintegrándose junto con otras partículas dan obligatoriamente un barión.

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Física de Partículas II


Las cuatro fuerzas fundamentales que hacen posible la interacción entre partículas son: el electromagnetismo, la gravedad, la nuclear fuerte y la nuclear débil.
Ya se han logrado integrar algunas de dichas fuerzas, como por ejemplo la fuerza electrodébil; más recientemente se ha logrado lo mismo con las dos fuerzas nucleares, fuerte y débil junto al electromagnetismo. Cuando se logre unificar por fin las cuatro fuerzas, entonces se habrá llegado a la instancia de enunciar una Teoría Unificada o del Todo ya definitiva.

La física de las partículas ha dado respuestas a cuestiones que hasta hace poco se consideraban irresolubles, pero ha abierto otros interrogantes.

El estudio de las partículas y de las fuerzas fundamentales lleva al estudio del espacio-tiempo. En las teorías de las supercuerdas se hablan de espacio-tiempo de más de 4 dimensiones, ¿dónde se hallan?, ¿por qué no se han desarrollado como sí lo han hecho las cuatro dimensiones espacio-temporales de nuestro Universo?

Al observar las estrellas percibimos materia, ¿dónde se halla la antimateria? ¿por qué la naturaleza no ha sido simétrica al crear la materia y la antimateria?

El Modelo Estándar predice la existencia de una masiva partícula escalar llamada bosón de Higgs, la cual, todavía, no ha sido posible observar experimentalmente, ¿dónde se encuentra dicho bosón?, ¿es realmente el responsable de la masa de las partículas? Además, en el modelo estándar tenemos tres generaciones de quarks, pero el mundo estable, el mundo que observamos está constituido exclusivamente con los quarks de la primera generación, ¿por qué esa asimetría?, ¿son necesarias las restantes generaciones? Y aún más, por razonamientos simétricos y basándonos en el SU(3) siempre deberá existir un múltiplo de tres para las generaciones de quarks, es decir que nos bastarían los seis quarks que ya existen, pero ¿existen más quarks?,¿son necesarias más generaciones de quarks?

Las Teorías de la Gran Unificación (GTU) han aclarado la dinámica del universo primitivo, pero mientras no exista una teoría totalmente unificada (que incluya la gravedad) no se podrá describir el origen del universo. Al imaginar que retrocedemos en el tiempo hasta el universo muy primitivo, la temperatura y la energía de interacción de partículas cuánticas pueden aumentar sin límite de modo de que llegará un momento en que se penetre en la escala de distancias de Planck. El problema de la gravedad cuántica se plantea inevitablemente si queremos aclarar el origen del universo.

El Modelo Estándar es una teoría que, hasta ahora, se ha comportado bastante bien desde el punto de vista experimental. Se trata de una teoría consistente; sin embargo, más de una "arbitrariedad" ha sido necesario aceptar, entre ellas la crítica más sólida resulta ser que tiene diecisiete parámetros libres, como por ejemplo, las constantes de acoplamiento, el espectro de masa fermiónica, etc... El valor de estos parámetros los toma la teoría de datos experimentales, pero los orígenes y la explicación de lo que significan y de su valor no son fáciles de entender teóricamente.

Aún queda un amplio camino para llegar a entender a la Naturaleza, aún así confío en que todo, y digo TODO, podrá ser comprendido por los físicos en el futuro. Y quizás en un futuro muy próximo.

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