NeoFronteras

Desarrollan una prueba para refutar las supercuerdas

Área: Física — Jueves, 1 de Febrero de 2007

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Uno de los detectores del LHC en construcción. Foto: CERN.

Durante décadas los científicos han criticado la teoría de supercuerdas porque no hacía predicciones que pudieran ser corroboradas en un experimento presente o futuro.
Esta teoría pretende unificar todas las fuerzas fundamentales a costa de introducir una escenario multidimensional (con 10 u 11 dimensiones) en el cual todas las dimensiones, salvo las habituales, estarían compactificadas.
Ahora investigadores de University of California, San Diego, Carnegie Mellon University, y University of Texas han desarrollado una prueba que permitirá ver si esta teoría va por el buen camino. La prueba está descrita en un artículo del pasado día 26 de enero en Physical Review Letters L.
Este test consistiría en medidas de cómo unas partículas de alta energía se dispersarían en una colisión típica. Además, según los expertos, el regimen de observación de estas colisiones se podría alcanzar en el LHC (Large Hadron Collider), el colisionador que está a punto de entrar en funcionamiento en el CERN.
Estos físicos por tanto dicen mostrar que la teoría de supercuerdas podría ser comprobada de una manera no trivial en este colisionador próximamente.
La base teórica del test descansa en estudios de cómo se dispersan en las colisiones los bosones W portadores de la fuerza débil. Los W son especiales porque portan dicha fuerza débil (la responsable de las desintegraciones radiactivas), que es un modo fundamental de los varios existentes en el que las partículas interactúan unas con otras.
Cuando este año empiece a funcionar el LHC, los científicos comenzarán a investigar la dispersión (scattering) de los bosones W por primera vez, ya que los aceleradores o colisionadores de las generaciones anteriores no alcanzaban suficiente energía para esta tarea.
La belleza de este test es que está basado en premisas sencillas. La forma canónica de la teoría de supercuerdas se basa en varias condiciones, que entre otras serían: invarianza Lorentz (el sistema que nos dice cómo son las leyes de la física en los sistemas inerciales de la relatividad especial), analiticidad (un criterio de suavidad para la dispersión de partículas de alta energía tras una colisión) y unitariedad (todas las probabilidades suman siempre uno). El test diseñado enlaza con estas tres condiciones.
Una vez realizados los experimentos, podría ser que los datos no superaran lo predicho por el test para los bosones W , y esto significaría que habría pruebas de que las bases matemáticas sobre las que descansa la teoría de cuerdas es violada. Entonces la teoría misma sería errónea como modelo de descripción de fenómenos físicos. La teoría podría modificarse para adaptarla a los hechos, pero dicha modificación no sería trivial.
Si el test es superado no se podrá determinar todavía si la teoría de supercuerdas es o no correcta. Es decir el test sirve para refutar o descartar la teoría pero no para demostrarla.
Según la teoría de cuerdas se puede unificar todas las fuerzas fundamentales (gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil) mediante la existencia de unos entes ultramicroscópicos llamados cuerdas que vibran a diferentes regímenes en un espacio multidimensional. Estas cuerdas producirían todas las fuerzas y partículas conocidas en el universo y reconciliaría la mecánica cuántica (que estudia el mundo de lo muy pequeño) con la teoría general de la relatividad de Einstein (que estudia objetos grandes como estrellas, galaxias o el Universo en su totalidad), meta que hasta ahora se ha resistido al esfuerzo de muchos físicos.
Los proponentes de la supercuerdas dicen que su teoría es bella y elegante, mientras que sus oponentes dicen que no es capaz de hacer ninguna predicción, y que por tanto, no es una teoría científica al no ser falsable.
Ni los aceleradores pasados, ni presentes ni futuros podrán alcanzar las energías que refuten o demuestren dicha teoría totalmente al detectar directamente o no dichas cuerdas.
Según los proponentes de este test, debido a que no tenemos un entendimiento completo de la teoría de cuerdas no es posible eliminar o demostrar que son falsos todos los posibles modelos que esta teoría es capaz de generar. Pero como estas teorías (o teoría) se basan en ciertas asunciones matemáticas, algunas aspectos sí pueden ser comprobados.

Fuentes y referencias:
University of Texas.
UCSD.
Artículo original.
Artículo más reciente sobre este tema en NF.
The Trouble With Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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15 Comentarios

  1. Lector13:

    Pues va a ser que no: http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=510

  2. cyanpeace:

    Pues ya es hora de que entre en acción el acelerador. Veremos que cosas puede alumbrar. Por lo pronto esta teoría de las supercuerdas es muy atrayente y no sólo conectaría las 4 fuerzas y por tanto la cuántica y la relatividad general, sino sistemas filosóficos y religiosos. Una unidad indivisible transdimensional ha estado presente en las obras de teólogos y filósofos católicos como Leibniz, Aquino, Maritain o Spinoza. Veremos en qué para todo.

  3. NeoFronteras:

    Me temo que está muy equivocado. Si finalmente la teoría de supercuerdas es correcta (cosa que personalmente dudo, pero que es una opinión) se confirmará una teoría física y nada más. Lo que menciona es puramente esotérico, acientífico y para nada relacionado con los filósofos que menciona. Debería de informarse sobre esta teoría antes de emitir esas opiniones tan poco fundamentadas.

  4. David:

    La DGC (Dirección General del Conocimiento) recomienda mantener la distancia de seguridad entre Ciencia y Religión. Muchas gracias, y disfruten de sus opiniones.

  5. cyanpeace:

    Bueno, pues yo me refería exactamente a eso. ¿Será posible demostrar lo de las supercuerdas? Pero creo que si desde el punto de vista del método científico, no es posible evidentemente ajustarse a teorías filosóficas o teológicas, desde las conclusiones que postulan las fórmulas, sí puede haber una coincidencia. Repito, no en el sentido que se puedan demostrar con fórmulas teorías filosóficas, sino en el sentido de “coincidir” en una suposición. Si atendemos a las “mónadas” Leibnizianas o la noción general de ser en el Aquinate, descubrimos que éstos las describen con propiedades muy parecidas a las cuerdas en el mundo cuántico: indivisibles, capaces de adoptar formas cambiantes, no unidimensionales… Y en el plano metafísico se podría decir lo mismo de las “razones suficientes” de B. Spinoza. Bueno, no quiero decir que los experimentos del Cern vayan a ir más allá de la física, si es que realmente consiguen algo, sino que hablo de coincidencias a otros niveles. Era sólo un comentario o apreciación, ahora que me estoy metiéndo más en el mundo de la filosofía. De todas formas, creo que no se debería de calificar como esotérico todo lo que se salga de los procesos de falsación; me parece más cerrazón esto que admitir, sencillamente, que hay distintas formas de desarrollar el pensamiento. Querer decir esto, es como pensar que todo lo que se ha pensado de aquí hacia atrás en la historia, es irrelevante por no hablar de que el progreso científico en la historia, se ha impulsado precisamente desde estas otras áreas. Bueno, era sólo una opinión.

  6. cyanpeace:

    Por cierto, fue precisamente leyendo “el Universo elegante” de Green la que me sugirió esta idea al encontrar una posición parecida.

  7. NeoFronteras:

    Sí, tiene razón, hay otras maneras de adquirir conocimiento que no están basadas en el método científico: literatura, filosofía, arte, cine, etc. Aunque el método científico es mejor que otros a la hora de adquirir un conocimiento objetivo de la naturaleza.
    En todo caso, el método científico está basado en la falsabilidad. Si no se da este prerrequisito entonces no es ciencia, así de simple.
    Esta web está centrada en ciencia y no en temas filosóficos, religiosos y similares (sean o no esotéricos). Seguro que hay foros sobre estos temas por ahí muy interesantes para la gente seguidora de estas tendencias.
    En cuanto a las supercuerdas, la prueba inequívoca de que van por el mal camino son precisamente las personas que ven en ella un aura de belleza metafísica que tiene cierto tufillo a esoterismo o si me apura a Platón. Asimilar belleza a verdad no forma parte del método científico.
    Tiene razón cuando ve una similitud entre filosofía y cuerdas, por desgracia es posible que sea así. Tras casi 30 años de trabajos todavía no han conseguido demostrar experimentalmente ni la verosimilitud de los postulados en los cuales estas teorías están basadas. Esto no es bueno y permite la proliferación de toda clase de cosas.
    Lo mejor que le podría pasar a la física es que se demostrara experimentalmente su falsedad y así nos podríamos mover en otra dirección. Pero como los grados de libertad de estas teorías son tan grandes mucho me temo que se inventarán una nueva variante de la teoría cada vez que los vientos soplen en contra.
    Es loable la labor de Green a la hora de difundir el conocimiento científico, pero sacar fuera de contexto estas teorías es peligroso. En el fondo el problema fundamental es la escasa base en epistemología científica que tienen las personas fuera del mundillo (y no tan de fuera de él).
    En cualquier caso, si la difusión de estas teorías consigue atraer a más individuos al mundo de la ciencia bienvenido sea.

  8. jorge:

    De acuerdo la web va sobre ciencia. Pero no sea tan pretencioso en su lenguaje. “tufillo a esoterismo o si me apura a platón”. Es usted un ingnorante y un prepotente. Sus formas le delatan. Menos ciencia, y más humildad.

  9. NeoFronteras:

    Lamentamos que opine así. Sólo se pretendía aclarar los distintos campos de conocimiento. No se pretende ser pretencioso en el lenguaje, sólo intentar utilizar un lenguaje correcto, aunque a veces nos equivoquemos.
    Obviamente “tubillo a esoterismo”, además de una figura literaria, es una opinión subjetiva, pero me temo que en las librerías la sección sobre ciencias ocultas, esoterismo y similares suele ser mayor que la dedicada a la ciencia. Es un dato que habría de hacernos pensar y no está demás luchar contra esta tendencia.
    Mencionar a Platón venía a cuento. Él proponía un mundo de las ideas habitado por conceptos como la belleza o la verdad. Era, por tanto, adecuado traerlo a colación.
    Y sí, todos somos un poco ignorantes, de eso se trata, de aprender. Sólo si se es consciente de ello se puede mejorar y saber un poco más. Aquellos que creen percibir una luz celestial que les ilumina con la verdad absoluta tienen un problema.
    Desde aquí solemos ser exquisitos con lo expuesto, muy pocas veces los redactores vierten opiniones en las noticias en sí. Pero si hay que defender la ciencia frente a la ignorancia permítanos ejercer ese derecho, aunque le parezca que no somos humildes. Al fin y al cabo somos minoría y las hogueras siempre están dispuestas.

  10. cyanpeace:

    Bueno, ya he dicho que sólo era un comentario y no quería entrar a proponer otros temas que no tuvieran que ver con el asunto. Sí que me parece una reacción un poco desmedida, alérgica diría, ante un comentario que no hace juicios ni concluye nada; era sólo una impresión al leer el post. Está claro que lo que yo dije no tiene nada que ver con el método científico pero es que sólo hablaba de coincidencias en el plano de las ideas. Porque la física y la matemática aplicada sugieren ideas al final de sus formulaciones y éstas pueden coincidir con otras a las que se ha llegado por otras vías (si se quiere, hasta por intuición). Pero en fin, que no pretendo asimilar métodos o epistemologías. A propósito de esto y de lo que usted ha comentado sí me gustaría decirle que el estatuto epistemológico de las ciencias no es algo cerrado y no está nada claro que no deba cambiar ante la aparición de nuevos paradigmas. Lo digo, porque independientemente de lo que hemos afirmado en los comentarios anteriores, el diálogo con las instancias dónde también se dan desarrollos sociales puede favorecer mucho el papel que las ciencias deben desempeñar en la sociedad. A veces el aislamiento ante otros ámbitos sí considerados por la sociedad, hace que la ciencia no sea escuchada por los organismos que regulan ese desarrollo y haya dificultades tanto para financiar la investigación como para que la ciencia influya en las importantísimas medidas que se toman por organismos internacionales. Un ejemplo reciente es el informe de la Onu sobre la aplicación del protocolo de Kioto donde no se han sacado medidas apoyadas en el consenso científico, sino en un pequeñísimo grupo de científicos sospechosos de implicación política (500 del informe, contra 3000 del foro alternativo de Davos). No digo nada de la “pureza” del método que, según mi opinión, debe fiarse sólo de la falsación, pero me parece que a nivel de ideas y de implicación social, las ciencias experimentales deberían favorecer un diálogo con otras disciplinas (filosofía social, política, hecho religioso, economía…)Esto no cambia el objeto de estudio (físico), ni la pretensión científica (la verdad), sino la acomodación de las ciencias al mundo en que vivimos para colaborar en el desarrollo social; además del laboratorio y el mundo académico, ejercer una función insustituible para la sociedad. Si no, esta parte siempre quedará en manos del ecologismo barato que, en muchos casos, no se basa en la experimentación, sino en suposiciones tan filosóficas como cualquier otra.
    Bueno, sólo es una opinión y repito que no quiero generar un debate fuera del objeto de esta página. Pero quería expresarla después de los comentarios que me han hecho. Estoy de acuerdo en que es positiva la labor divulgativa de B. Green, pero más que preocuparme por si se entiende o no, la epistemología científica, me parece mejor explicarla a quien se acerca desde otros ámbitos.
    Por cierto, precisamente la cuestión de la epistemología de las ciencias, es una cuestión de gnosoelogía científica, de filosofía de la ciencia. Un saludo.

  11. NeoFronteras:

    Telegráficamente:

    Tiene razón, la epistemología de las ciencias es un asunto filosófico, entre otras cosas porque el método científico no puede ser aplicado sobre ello. Y obviamente no está del todo cerrado.

    Para evitar el aislamiento que menciona se creó esta web.

    Individuos corrompibles los hay en todos los ámbitos. Pero no se ha publicado ningún artículo en revistas de prestigio en contra del cambio climático.

    El diálogo de la ciencia con otras parcelas de la sociedad siempre está bien y es necesario. Por eso también se abrió esta web. La mezcla con las pseudociencias no es una buena idea.

    La prueba inequívoca de que las cuerdas van por mal camino es precisamente este debate, uno de los más fuertes desde que se abrió la web. Sólo equiparable a un debate sobre religión.

  12. cyanpeace:

    Perdone, pero yo no estoy hablando de pseudociencias…
    Si es este diálogo del que habla, lo que busca esta web no me parece que la mejor forma sea la de “alarmar” por una presunta falla epistemológica a las primeras de cambio. Ni siquiera he dicho que esté de acuerdo o no con la teoría de las supercuerdas: simplemente aprecié una posible coincidencia.
    Le felicito por el trabajo que hacen, aunque a mi personalmente, me gustaría que ese diálogo se desarrollara a esferas más amplias por lo que dije de que la ciencia debe aportar un aspecto imprescindible a la sociedad: la búsqueda de la verdad. Si para ello debe meterse en la palestra del diálogo social y aportar desde la perspectiva científica a la filosofía, a la religión o a la política, me parece que debe hacerlo. Eso sí, sin renunciar nunca a su método y a lo que le es más propio. Y con respecto a lo del cambio climático no sé si se ha publicado algo más serio, pero algunos científicos hablaban de poco consenso en el informe de la ONU. Y, tengan razón o no, es un asunto muy serio para que no se tenga en cuenta cualquier investigación, venga de donde venga. Yo sí he leído el informe que se hizo sobre las fuentes de energía por la Asociación energética española y claramente arroja conclusiones distintas a las del nuevo informe. Tendrán que aclararse para tomar medidas eficaces, no? Lo de los “ecologistas baratos” lo decía por cómo han influido sobre el asunto de la energía nuclear y en este mismo informe de la energía ya se expresa que se han reducido drásticamente las inversiones. Realmente, ¿está tan claro cuando no se ha investigado suficientemente la posibilidad de generar y tratar energía nuclear de forma segura? En otros países, como Francia o Alemania, se construyen nuevas centrales, aludiendo a nuevas investigaciones. En España parece que el ecologismo está haciendo estragos. Pero sobre conclusiones científicas?. Bueno, me gustaría que hiciesen un post sobre este tema. Porque me parece que será clave para el futuro. Un saludo.

  13. jorge:

    1-“Hay que defender la ciencia frente a la ignorancia”. Es decir que los demás paradigmas de pensamiento están en la ignorancia. Solo la ciencia posee la “verdad”. Eso es una simplificación muy burda.
    2-“Aquellos que creen percibir una luz celestial que les ilumina con la verdad absoluta tienen un pblema”. Quizás la luz de los científicos sea muy terrenal, pro muchos también se creen en posesión de esa Verdad. Y lo creen de una forma muy infantil.
    3- La ciencia del siglo XXI debe tender puentes. Eso la transformará en algo muy superior a la actual ciencia de raíces cartesianas.
    4-Quien dice, que la espiritualidad y la ciencia, no pueden dialogar?¿ . Entonces no se que hacía Einstein con su famosa frase, “Dios no juega a los dados”. Léase la contra de La vanguardia (fecha 11/01/07), con OTTO RÖSSLER, EXPERTO EN TEORÍA DE CAOS. Le sorprenderá.
    5-Una frase para reflexionar: “la ciencia es la religión de lo externo. La religión es la ciencia de lo interno”.

  14. NeoFronteras:

    Para cyanpeace:
    Cuando se creó esta web se hizo para aumentar la difusión del conocimiento científico y expresamente en contra de sistemas de creencias como las religiones, pseudociencias y similares. Está escrito en las bases.
    Tampoco se creó para difundir otros sistemas de conocimiento como la filosofía o la política ni para tender puentes hacia ellos. Esa no es la intención, simplemente. En España falta ciencia y sobra mucho de todo lo demás. Esta web se hizo para compensar esa tendencia.
    Quizás puede ser interesante que usted cree un blog al respecto, seguro que puede que muchos lectores encuentren interesante la filosofía y su relación con la ciencia y la política. Desde aquí le animamos.
    Respecto al cambio climático, es un problema muy muy grave. Y sí, incluso la energía nuclear puede ser imprescindible para detenerlo. Hemos publicado mucho sobre cambio climático. Tal vez lo hagamos sobre nucleares.
    Los artículos publicados están basados en notas de prensa y artículos científicos y no ponemos datos o información propia. Además tampoco se intenta crear polémica ni nada por el estilo. Esa no es la finalidad de esta web ni del sistema de comentarios.
    Y ya estamos saliéndonos del tema expuesto de las supercuerdas.

  15. NeoFronteras:

    Para jorge:
    Por la misma razón que todavía no han dejado participar a un científico en ninguna misa evangélica para que hable de evolución, aquí no vamos a hacer lo contrario.
    Las bases de participación impiden claramente el lenguaje descortés, las faltas de ortografía y la apología de las religiones y las pseudociencias.
    Usted, y como los demás lectores pueden apreciar, incumple todas éstas y alguna que otra más. No obstante hasta ahora se ha tenido cierta tolerancia. Sin embargo, a partir de este momento no se autorizarán más comentarios suyos y preferimos perderle como lector. Francamente se está equivocando de medio.
    Seguro que hay muchos blogs ávidos de polemistas dispuestos a aumentar sus estadísticas y en donde aprecien sus esfuerzos.

    Atentamente

    La dirección

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