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Beneficios tecnológicos inmediatos para encontrar la partícula de Higgs.

Escrito por Enunlugarenelcosmos 17-03-2018 en ciencia. Comentarios (0)

Hasta el momento, no se conocen beneficios tecnológicos inmediatos para encontrar la partícula de Higgs. Sin embargo, un patrón común para los descubrimientos fundamentales es que las aplicaciones prácticas se seguirán más adelante, y una vez que el descubrimiento haya sido explorado aún más, tal vez se convierta en la base de nuevas tecnologías de importancia para la sociedad.

Los desafíos en la física de partículas han impulsado importantes avances tecnológicos de amplia importancia. Por ejemplo, la World Wide Web comenzó como un proyecto para mejorar el sistema de comunicación del CERN. El requisito de CERN para procesar cantidades masivas de datos producidos por el Gran Colisionador de Hadrones también condujo a contribuciones a los campos de computación distribuida y en la nube.

Especulativamente, el campo de Higgs también se ha propuesto como la energía del vacío, que a las energías extremas de los primeros momentos del Big Bang hizo que el universo fuera una especie de simetría sin rasgos distintivos de energía indiferenciada y extremadamente alta. En este tipo de especulación, el campo único unificado de una Gran Teoría Unificada se identifica como (o se basa en) el campo de Higgs, y es a través de sucesivas rupturas de simetría del campo de Higgs, o algún campo similar, en transiciones de fase en las que surgen las fuerzas conocidas y los campos del universo. La relación (si existe) entre el campo de Higgs y la densidad de energía de vacío actualmente observada del universo también ha sido objeto de estudio científico. Como se observa, la densidad de energía de vacío actual es extremadamente cercana a cero, pero la densidad de energía esperada del campo de Higgs, la supersimetría y otras teorías actuales son típicamente muchos órdenes de magnitud mayores. No está claro cómo se deben reconciliar. Este problema de constante cosmológica sigue siendo otro importante problema sin respuesta en física.

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El día que Homer (Homero) Simpson casi descubrió el bosón de Higgs.

Escrito por Enunlugarenelcosmos 17-03-2018 en ciencia. Comentarios (0)

El físico teórico Simon Singh aseguró que el simplón amarillo había predicho la masa del escurridizo bosón de Higgs 14 años antes de que se descubriese en el CERN, durante un capítulo de 1998 en el que Homer pretendía emular a Thomas Edison. Si eres alguno de los que tuiteó el asunto, permíteme decirte que te la han colado. Homer es tonto y siempre lo será, aunque le quiten los lápices de colores que tiene incrustados en el cerebro y aunque se haga el intelectual con unas gafapastas y nos diga que "¡el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de los catetos en un triángulo isósceles!", porque ahí también se equivocó. Era un triángulo rectángulo. ¡Ouch!

El doctor Singh ya advertía que la ecuación no era exacta, pero aún así, los números que vio en pantalla fueron suficientes para que se emocionase. "Si desarrollamos la fórmula, se obtiene una masa del bosón de Higgs un poco más elevada de la que realmente tiene... pero si usted observa estos números y continúa con la ecuación, el resultado predice una masa de 775 giga-electron-voltios (GeV), lo que no es injustificablemente superior a los 125 GeV que surgieron cuando el bosón de Higgs se descubrió en 2012... Homer no iba mal encaminado para ser un inventor aficionado y desarrollarlo 14 años antes", aseguró el físico al Daily Mail. Pero, ¡basta de matemáticas!, ¡vamos a por la verdad!. El catedrático en Física Aplicada Antonio Ruiz de Elvira, autor de nuestro blog El Porqué de las Cosas, desmiente el hallazgo de Homer e incluso llega a enfadarse con la afirmación que ha rondado por Internet. "En física tenemos que calcular con exactitud, y no nos sirve que una combinación de números nos de 'aproximadamente' otra. Si tu llevas el 11327 en la lotería de Navidad y toca el 11275, el número se parece mucho, pero no te dan un euro", bromea.

Así que, ¿es Homer el verdadero padre del bosón de Higgs?

No, no lo es. Peter Higgs predijo su existencia en 1964 y ningún hombre amarillo va a quitarle el puesto.

Crédito: el mundo ciencia.

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El mecanismo de Higgs, ruptura de simetría.

Escrito por Enunlugarenelcosmos 17-03-2018 en ciencia. Comentarios (0)

El modelo estándar teoriza un campo, llamado campo de Higgs, que tiene la característica inusual de una amplitud distinta de cero en su estado fundamental, es decir, un valor de expectativa de vacío distinto de 0. En términos simples, a diferencia de los otros campos conocidos, el campo de Higgs requiere menos energía para tener un valor distinto de 0, por lo que termina teniendo un valor distinto de 0 en todas partes.

Por debajo de un nivel de energía extremadamente alto, la existencia de esta expectativa de vacío distinta de cero rompe espontáneamente la simetría electrodébil que a su vez da lugar al mecanismo de Higgs y desencadena la adquisición de masa por parte de esas partículas que interactúan con el campo. Este efecto ocurre porque los componentes del campo escalar del campo de Higgs son "absorbidos" por los bosones masivos como grados de libertad y se acoplan a los fermiones produciendo así los términos de masa esperados. Los problemas insolubles de ambas teorías subyacentes "se neutralizan" entre sí, y el resultado residual es que las partículas elementales adquieren una masa consistente en función de la fuerza con que interactúan con el campo de Higgs. Es el proceso conocido más simple capaz de dar masa a los bosones gauge a la vez que es compatible con las teorías gauge . Su quantum sería un bosón escalar , conocido como el bosón de Higgs.

Imagen: Ilustración ruptura de simetría, En niveles de alta energía (izquierda) la bola se asienta en el centro, y el resultado es simétrico. En niveles de energía más bajos (derecha) , las "reglas" generales permanecen simétricas la simetría "local" inevitablemente se rompe ya que eventualmente la pelota debe rodar aleatoriamente de una forma u otra.

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La entropía y la dirección temporal

Escrito por Enunlugarenelcosmos 17-03-2018 en ciencia. Comentarios (0)

La entropía es la única cantidad en las ciencias físicas que requiere una dirección particular para el tiempo, a veces llamada flecha del tiempo. A medida que uno avanza en el tiempo, dice la segunda ley de la termodinámica , la entropía de un sistema aislado puede aumentar, pero no disminuir. Por lo tanto, desde una perspectiva, la medición de la entropía es una forma de distinguir el pasado del futuro. Sin embargo, en los sistemas termodinámicos que no están cerrados, la entropía puede disminuir con el tiempo, muchos sistemas, incluidos los sistemas vivos, reducen la entropía local a expensas de un aumento ambiental, lo que resulta en un aumento neto de la entropía.

Todos los fenómenos que se comportan de forma diferente en una dirección temporal pueden vincularse finalmente con la Segunda Ley de la Termodinámica . Esto incluye el hecho de que los cubitos de hielo se funden en café caliente en lugar de separarse del café, que un bloque que se desliza sobre una superficie áspera se ralentiza en lugar de acelerarse, y que podemos recordar el pasado en lugar del futuro. Este último fenómeno, llamado la "flecha psicológica del tiempo", tiene profundas conexiones con el demonio de Maxwelly la física de la información; De hecho, es fácil entender su vínculo con la Segunda Ley de la Termodinámica si uno considera que la memoria es una correlación entre las células cerebrales (o bits de la computadora) y el mundo exterior. Dado que la Segunda Ley de la Termodinámica es equivalente al crecimiento con el tiempo de tales correlaciones, entonces establece que la memoria se crea a medida que avanzamos hacia el futuro (en lugar de hacia el pasado).

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el demonio de Maxwell

Escrito por Enunlugarenelcosmos 17-03-2018 en ciencia. Comentarios (0)

En 1867, James Clerk Maxwell introdujo un experimento de pensamiento ahora famoso que destacó el contraste entre la naturaleza estadística de la entropía y la naturaleza determinista de los procesos físicos subyacentes. Este experimento, conocido como el demonio de Maxwell , consiste en un hipotético "demonio" que protege una trampilla entre dos contenedores llenos de gases a temperaturas iguales. Al permitir moléculas rápidas a través de la trampilla en una sola dirección y solo moléculas lentas en la otra dirección, el demonio eleva la temperatura de un gas y baja la temperatura del otro, aparentemente violando la Segunda Ley.

El experimento mental de Maxwell solo fue resuelto en el siglo XX por Leó Szilárd , Charles H. Bennett , Seth Lloyd y otros. La idea clave es que el demonio mismo posee necesariamente una cantidad de entropía no despreciable que aumenta incluso cuando los gases pierden entropía, de modo que la entropía del sistema como un todo aumenta. Esto se debe a que el demonio debe contener muchas "partes" internas (esencialmente un espacio de memoria para almacenar información sobre las moléculas de gas) si va a realizar su trabajo de manera confiable y por lo tanto debe considerarse un sistema macroscópico con entropía, no desaparece. Una forma equivalente de decir esto es que la información que posee el demonio sobre la cual se consideran átomos rápidos o lentos , se puede considerar una forma de entropía conocida como entropía de la información .

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