El Acertijo el Joker Catwoman y el pingüino lo dan en la película de 1966 "Batman". Ver más fotos de Batman. Colección Silver Screen / Colaborador / Getty Images Batman y los físicos de partículas tienen mucho en común.
Seguro, pueden diferir en cuestiones de garfios y negro, codpieces de vinilo, pero el cruzado de la capa y el CERN (la Organización Europea para la Investigación Nuclear) buscan lo último en artefactos de alta tecnología y se enfrentan a una galería de pícaros excepcionalmente extraña.
Mientras Batman pelea con payasos anarquistas y ecoterroristas mutados, Los científicos del CERN buscan identificar y aprehender adversarios tan notables como el bosón de Higgs .
Te acuerdas del Higgs. Esta partícula teórica (en el momento de escribir este artículo) es fundamental para el modelo estándar de física. El modelo estándar propone que la electricidad, magnetismo, la luz y algunos tipos de radiactividad son manifestaciones de algo llamado fuerza electrodébil . Y la fuerza electrodébil une las fuerzas electromagnética y débil, dos de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, junto con la fuerza fuerte y la gravedad. ¿Aún conmigo? Bueno.
Sin embargo, el modelo solo funciona si las partículas que nos rodean tenían masa cero en el período inmediatamente posterior al Big Bang. Teóricamente la partícula de Higgs emite el Campo de Higgs , un campo de energía en todo el cosmos que otorga masa a todo, por lo que si el modelo estándar es válido, entonces el Higgs debe existir. Solo tenemos que atraparlo primero.
En otras palabras, alguien robó el banco y, Oh mira, debe ser el Joker porque, siempre el literalista, dejó una tarjeta de visita con su cara en ella. Mientras tanto, la llamada "partícula de dios" vive una breve existencia a raíz de una colisión acelerada de partículas, y luego deja una señal de desintegración subatómica.
El Joker podría ser el enemigo más famoso de Batman, pero no es el más extraño. Lo mismo puede decirse del bosón de Higgs, así que conozcamos a los otros supervillanos subatómicos.
Algo de E. Nigma, ese Acertijo. Colección Silver Screen / Colaborador / Getty Images Adiviname esto, Batman:¿Cómo funciona la gravedad?
Mirar, no es un tema que a Batman le guste discutir tanto. Según los físicos de la Universidad de Leicester, la gravedad tendría el curioso hábito de llevar a Batman a la muerte cada vez que el vigilante disfrazado intentara usar esa capa físicamente impráctica. Por lo tanto, tiende a dejar todo el enigma de la gravedad en paz y perseguir a Edward Nigma.
Para los físicos, sin embargo, la pregunta tiene mucho más, sí, peso. Seguro, tenemos una comprensión práctica decente de los efectos de la gravedad. Sabemos cómo su poder influye en la mecánica celeste y la formación de cuerpos cósmicos. Sin embargo, todavía no tenemos una respuesta firme al enigma de la gravedad.
Una posible respuesta nos lleva directamente a otra partícula desconcertante en la galería de pícaros subatómicos:la graviton . Si realmente existe, esta partícula hipotética transmite la fuerza de la gravedad, haciendo que los objetos se atraigan entre sí. Oh sí, y su existencia también nos permitiría unir la relatividad general con la mecánica cuántica. Gravedad, verás, a menudo actúa como una llave inglesa en varias teorías que lo abarcan todo.
Así que sí, el gravitón es algo importante, a menos que no exista.
Julie Newmar, la colección Catwoman Silver Screen por excelencia / Hulton Archive / Getty Images Rápido. Sexy. Difícil de atrapar.
Batman tiene su Catwoman, y los físicos de partículas tienen que lidiar con la elusiva - y posiblemente errónea - existencia de taquiones . Uno es un ladrón sexy vestido de cuero y la otra es una partícula subatómica que viaja más rápido que la velocidad de la luz.
Sé lo que te estás preguntando:¿cómo puede un taquión viajar más rápido que la velocidad de la luz si la velocidad de la luz es de hecho el "límite de velocidad universal"? Eso es como decir "los patos no pueden usar pantalones, "y luego la cámara se enfoca en un pato real que usa pantalones de pana. Tenemos leyes universales por una razón, gente.
Se pone aún peor:si los principios de la relatividad especial son ciertos, los taquiones no solo están rompiendo el límite de velocidad universal, también están violando la causalidad misma. En este universo al menos, la causa siempre viene antes que el efecto. Sin esa ley vigente, el tejido del universo se deshace.
Si existen taquiones, Es probable que se deba a esta laguna:si bien la relatividad evita que la materia se acelere a la velocidad de la luz (ya que esto requeriría energía infinita), no se aplica a las partículas que siempre viajan más rápido que la luz. Para taquiones, la velocidad mínima es la velocidad de la luz, y necesitaría energía infinita solo para reducirlos a velocidades subluminales.
Taquiones:son demonios de velocidad total, y es posible que realmente existan.
Dos Caras y Acertijo, fiesta para tres Getty Images ¿Puede algo ser su propio opuesto?
Sí, Batman sabe un par de cosas sobre esto.
Recuerda la historia:el heroico abogado Harvey Dent sufre horribles quemaduras en el 50 por ciento de su cuerpo, y su mente estalla. Un demonio, la persona criminal sale a la superficie, y se convierte en Two-Face, el maníaco obsesionado con las monedas con un gusto ridículo vestido a medias.
Los físicos de partículas también tienen dos caras paradójicas en su galería de pícaros:la Fermión de Majorana , una partícula que actúa como su propia antipartícula.
Refresquemos. Según el modelo estándar, Las partículas y cuasi partículas se dividen en dos categorías:fermiones y bosones. El campo de fermiones incluye quarks y leptones como electrones, entre otros. A estos los llamamos Fermiones de Dirac . Aquí encontraría electrones cargados negativamente en cuadratura con contrapartes de antipartículas llamadas positrones , que contienen una carga positiva. Cuando estas partículas entran en contacto entre sí, se aniquilan entre sí.
Ese es exactamente el tipo de dualidad que Two-face agradecería. La moneda tiene dos caras, y es uno u otro, cara o corona. Deslízale una moneda de dos cabezas o algo y lo empujará contra la pared.
El campo de los bosones incluye los fotones que forman la luz; estas partículas brillantes son sus propias antipartículas, produciendo una carga completamente neutra. En realidad, esperas este tipo de cosas de un bosón.
Pero, ¿es posible algo así en el campo de los fermiones? En la década de 1930, los físicos predijeron que sí, pero nadie ha visto nunca un supuesto Fermión de Majorana . En 2012, un equipo de físicos de partículas holandeses detectó indirectamente estas pequeñas dos caras en un experimento de laboratorio, pero esto no llega a ser una confirmación oficial de que existen.
Una vez que captemos la evidencia experimental, sin embargo, pueden ocurrir cosas emocionantes. Los fermiones de Majorana contarían con una capacidad única de "recordar" posiciones pasadas en referencia entre sí, haciéndolos muy útiles en el ámbito de la computación cuántica. Una teoría incluso sostiene que toda la materia oscura del universo en realidad está formada por fermiones de Majorana.
Computadoras de materia oscura. Solo piensa en ello por un momento.
¡Qué gran pareja! Michael Li / Creative Commons Batman tiende a pasar un rato bastante tumultuoso con las damas. Si no está esquivando los letales besos de Poison Ivy, entonces es una especie de drama con Catwoman. Mirar, o casarse con ella o echarla ya a la cárcel.
Y luego está Harley Quinn, la payaso homicida con un amor eterno (y malsano) por el archienemigo de Batman, el Joker. Seguro, muchos súper villanos tienen sus parásitos y secuaces, pero ella se destaca como una verdadera compañera.
En el mundo subatómico Los físicos continúan atentos a una partícula hipotética conocida como axion . El axión es de particular interés porque su existencia llenaría una brecha importante en el modelo estándar de física de partículas. También es posible materia oscura componente.
Pero volvamos a las comparaciones de Batman. Si los axiones son Harley Quinn, entonces, ¿quién es el Joker? Por qué nada menos que los agujeros negros. Eso es correcto, Los científicos teorizan que, si bien los agujeros negros absorben todo, desde fotones hasta estrellas, los axiones son inmunes a su poder destructivo. En lugar de caer en la aplastante singularidad, los axiones orbitarían la estrella colapsada en una enorme nube de bosones.
Aún más loco esta nube eventualmente se vuelve bastante masiva, a pesar de la masa extremadamente baja de sus axiones. Si la nube finalmente colapsara en el agujero negro, la resultante Bosenova sacudiría el tejido mismo del espacio-tiempo [fuente:O'Neill]. Habla de una relación desequilibrada.
Clayface:actor, cambiaformas y criminal Tim Deering / Creative Commons Incluso con todos los disfraces locos es difícil hacer un seguimiento de la actividad de los supervillanos en Gotham City, especialmente cuando tienes un cambiaformas como Clayface corriendo. Puede tomar la forma de cualquiera:un cajero de banco, Bruce Wayne, Tu dilo. Adapta su apariencia física a su entorno, convirtiéndolo en un adversario bastante astuto.
Los físicos de partículas tienen su propia Clayface en forma de partículas de camaleón . Hasta aquí, solo podemos especular sobre estos bosones peculiares que pueden o no estar impulsando la expansión del universo. Los científicos predijeron por primera vez su existencia en 2003 como una posible explicación de toda esa misteriosa energía oscura que constituye el 70 por ciento de nuestro universo [fuente:Johnston]. las partículas de camaleón ajustan sus propiedades para adaptarse a su entorno local. Por ejemplo, si una partícula de camaleón se cuelga aquí en la Tierra, donde la densidad de materia es alta, exhibiría una gran masa, también, pero sus interacciones con la materia serían muy débiles y de corto alcance.
Pero eso está aquí en la Tierra. Afuera en el vacío del espacio Las partículas de camaleón exhibirían una masa baja y reaccionarían fuertemente con la materia a grandes distancias. En teoria, estas partículas especulativas podrían estar separando el universo en lo que llamamos inflación cósmica .
No es sorprendente, Las partículas de camaleón serían bastante difíciles de detectar aquí en la Tierra. Tendríamos que ir a lo profundo espacio vacío para registrar su presencia.
Todavía, Los físicos tienen una serie de esquemas de detección de alta tecnología bajo la manga, y continúa la búsqueda del esquivo camaleón.
Y así, el Caballero Oscuro regresa una vez más a su cueva subterránea de murciélagos y los físicos también desaparecen. para gestionar sus colisionadores de partículas subterráneos.
Como expliqué en el episodio Cosas para volar tu mente "Había una vez un bosón llamado Higgs, "Tiendo a pensar en la física de partículas como un pastel de urinario cubierto de chocolate. Eso no es un comentario sobre la importancia del campo o la genialidad de las personas involucradas, sino más bien mi opinión sobre su accesibilidad como tema de audiencia general. Muerde el pastel solo un poquito, y todo es achocolatado y delicioso. Muerde un poco demasiado profundo sin embargo, y las cosas se ponen menos deliciosas.
Así que traté de mantener este artículo lo más achocolatado posible al discutir algunas de las asombrosas propiedades de nuestras partículas subatómicas más extrañas, tanto reales como especulativas. Es la portada deslumbrante de un libro mucho más profundo, porque la ciencia subyacente aquí es enorme. Después de todo, el campo de la física de partículas tiene como objetivo desentrañar el tejido de la existencia, descomponer la materia en su forma más básica y ampliar nuestra comprensión de lo que es este universo.
