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El resultado de BICEP2 y el Higgs

Área: Física — lunes, 30 de junio de 2014

Combinan el resultado de BICEP2 con lo que se sabe sobre el Higgs y se llega a una contradicción, lo que implica que hay algo que está mal.

Foto
La antena de BICEP2 y al fondo la del radiotelescopio SPT. Fuente: BICEP2.

Ahora que se van revelando más características del bosón de Higgs que le hacen parecer cada día más a lo predicho por la teoría, es conveniente ver las implicaciones que puede tener ello para la evolución de nuestro Universo. Ya vimos en estas mismas páginas que todo el universo podría destruirse al pasar el campo de Higgs de un estado de vacío a otro de energía más baja.
Mientras tanto se han publicado oficialmente los resultados de BICEP2 en Physical Review Letters. En los meses transcurridos desde que se anunció el descubrimiento de esta supuesta prueba de la inflación cósmica se ha cuestionado el resultado. El problema es que afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias y las que hay disponibles no lo parecen. La clave está en que el polvo de nuestra galaxia puede polarizar la señal del fondo cósmico de radiación, algo sabido por los investigadores de BICEP2 y que dicen haber filtrado convenientemente, pero a estas alturas no parece que lo hayan hecho del todo. Es decir, tendremos que esperar a los datos de la misión Planck e incluso a los de otros instrumentos en tierra para poder confirmar el resultado.
Tomado el dato de BICEP2 como correcto nos dice que la inflación fue bastante fuerte, quizás más fuerte de lo pensado. Recordemos que el modelo inflacionario se basa en la existencia de un campo escalar que, al igual que el campo del Higgs, puede pasar de un estado de vacío a otro. Es decir de cambiar de una energía potencial a otra inferior y de liberar el exceso. En uno de esos pasos se produjo la inflación.
Ahora Robert Hogan, del King’s College London, ha tenido en cuenta este escenario y ha calculado cómo afecta el dato de BICEP2 al Big Bang cuando se tiene en cuenta además el campo de Higgs.
Como ya todos sabemos, la inflación soluciona el problema homogenidad y planitud del Universo a costa de introducir en un periodo de tiempo muy corto una inflación del espacio descomunal en la que cualquier región de Universo aumento en muchos órdenes de magnitud su tamaño.
Los datos de BICEP2 sugieren una inflación muy fuerte que combinado con los datos que se saben sobre física de partículas implican la inestabilidad del Universo durante el Big Bang. Veámoslo en detalle.
Lo que se sabe sobre la física del bosón de Higgs nos dice que el Universo se asienta en un mínimo local de energía del campo de Higgs que dicta, además, la manera en la que otras partículas adquieren su masa. Hay otro mínimo o valle más profundo al cual el Universo no cae porque le separa de ese otro mínimo de energía una barrera de energía potencial.
Los datos de BICEP2 sugieren que el Universo habría recibido un buen empujón energético durante la inflación, pero tanto que habría sido suficiente como para hacer que el Universo saltase la barrera de potencial siguiente del Higgs y cayese directamente en el siguiente mínimo en una fracción de segundo, lo que hubiera producido un colapso en forma de Big Crunch.
Como estamos aquí ahora mismo, tal cosa no sucedió y, por tanto, alguna de las premisas de partida no es correcta. O bien la física del Higgs no es la que creemos que es o bien los datos de BICEP2 sobredimensionan la intensidad de la inflación, si es que la hubo. O puede que el estudio de Hogan contenga algún error.
Otra posibilidad aún más rara es que hubiera algún mecanismo desconocido que impidiera dicho colapso.
Si se confirma el resultado de BICEP2 entonces eso implicaría que se tienen que efectuar cambios en la Física de Altas Energías conocida

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Copia de artículo original.
El Higgs sugiere un universo metaestable.

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8 Comentarios

  1. chizon:

    Y bien crios al parecer si hubo el primer soplo !!

  2. tomás:

    ¡Qué quiere decir, Sr. ¿”chizón”?

  3. tomás:

    ¡Vaya lío de signos!. Ruego, si es posible, se ponga: ¿Qué quiere decir, Sr. “chizon”?

  4. NeoFronteras:

    Suena a rollo religioso.

  5. Dr. Thriller:

    Es interesante la hipótesis que ha surgido que piensa que la interacción de pares virtuales en el vacío podría afectar a la gravedad (e incluso a la propagación de fotones), eliminando de un plumazo toda la caterva oscura por innecesaria. Claro que, tengo entendido, se carga también la inflación.

    Yo sigo diciendo que hay una serie de cosas que no cuestan nada (relativamente hablando). Ya que mandamos la New Horizons, por ejemplo, yo la enviaría con un detector mínimo de fondo de microondas. Lo que cabe esperar es que no haya ninguna diferencia respecto a lo que se aprecia en nuestro entorno inmediato (órbita terrestre, más o menos), pero si llega a aparecer…

  6. lluís:

    ¡Caray con el “sombrero mexicano”!. Parece que no sabemos ni tan siquiera si lo que “sale” de ese sombrero son gatos o son conejos.
    ¿Hay suficientes datos ya sobre acoplamientos del Higgs a los bosones W y Z y a algunos fermiones, como para garantizar que lo encontrado fue el bosón de Higgs?.O, por el contrario, ¿aún podría pensarse que se trata de un “primo” -ó un “intruso”- del Higgs?.

  7. tomás:

    Mi buen amigo “lluís”:
    Estás profundamente equivocado: no es un sombrero mexicano, sino una chistera inglesa. Pero aciertas en que no sabemos si son gatos o conejos.
    Un fuerte abrazo.

  8. lluís:

    Grave error el mío, amigo tomás. Confundir un sombrero mexicano con una chistera inglesa es mucha confusión.Bueno, teniendo en cuenta que tengo un acierto y un error, los podemos anular y la cosa queda en “zero points”.
    Otra abrazo para ti, tomás.

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