Jim Peebles: inspirando a cosmólogos desde hace más de cincuenta años

El comité Nobel ha decidido premiar en 2019 al cosmólogo canadiense Jim Peebles por sus grandes contribuciones teóricas al conocimiento del cosmos.

Como cada año, el premio Nobel de  Física fue anunciado este mes de octubre. Los ganadores en 2019 fueron tres: Philip James Edwin Peebles, Michel Mayor y Didier Queloz. El segundo y tercer laureado, suizos ambos, han recibido el preciado Nobel por una razón muy concreta: la primera observación de un planeta que orbita alrededor de una estrella parecida al Sol. El planeta está lejos de nosotros, a una distancia que la luz tarda más de 50 años en recorrer (¡y la luz viaja muy rápido!), aunque en términos galácticos es un sistema “cercano”. En el caso de Philip James Edwin Peebles, canadiense que ha vivido y trabajado casi toda su vida en Princeton (Nueva Jersey, Estados Unidos) donde es Profesor Emérito en la cátedra Albert Einstein, el comité del Nobel ha ofrecido una razón que, en principio, parece menos precisa, aunque no por ello menos relevante.

Continuar leyendo «Jim Peebles: inspirando a cosmólogos desde hace más de cincuenta años»

El nacimiento del neutrino

Los neutrinos siguen siendo a día de hoy objeto de intenso estudio tanto teórico como experimental. La historia de su nacimiento nos conduce a principios del siglo XX, una época de apasionantes descubrimientos.

El neutrino es sin duda la partícula más misteriosa del Modelo Estándar. Interacciona tan débilmente con el resto de partículas que resulta realmente muy difícil de detectar, lo que ha hecho que en la actualidad sigamos intentando averiguar muchas de sus propiedades. En este artículo hablaremos de los problemas experimentales que dieron lugar a que se postulara su existencia. Veremos que, como es habitual en ciencia, no siempre se da con la solución correcta a la primera.

Continuar leyendo «El nacimiento del neutrino»

Sobre la estructura del Modelo Estándar (I): Partículas y familias

Los fermiones del Modelo Estándar se clasifican en tres familias, con propiedades idénticas. ¿Por qué es esto así? Esta cuestión sigue sin respuesta hoy en día y constituye uno de los mayores misterios en la física de partículas actual.

Por alguna razón la Naturaleza parece replicar sus componentes más fundamentales. Por alguna razón la Naturaleza parece replicar sus componentes más fundamentales. Por alguna razón la Naturaleza parece replicar sus componentes más fundamentales. Resulta extraño, ¿verdad?

Continuar leyendo «Sobre la estructura del Modelo Estándar (I): Partículas y familias»

El modelo cosmológico estándar

El Modelo Cosmológico Estándar constituye uno de los pilares de la física moderna. Gracias a la combinación de la Relatividad General y el Modelo Estándar de la Física de Partículas, es posible acomodar una larga lista de observaciones cosmológicas. Para ello, resulta necesario considerar un universo en expansión en el que encontramos ingredientes tan misteriosos como la materia y energía oscuras.

El hecho de que el Universo actual, tal y como lo observamos, procede de un estado en el que sus componentes estuvieron sometidas a altísimas densidades y temperaturas, está hoy en día contrastado experimentalmente. Para deleite de los físicos, todavía tiene sus retazos por coser, lo que significa que podemos seguir disfrutando, quebrándonos la cabeza en busca de esa teoría que abarque absolutamente todo, sin arrugas ni hilvanados. Pero lo cierto es que, hasta ahora, todos los datos experimentales están en sorprendente acuerdo con el Modelo Cosmológico Estándar, que explica la evolución del Universo desde este estado inimaginablemente concentrado hasta lo que vemos en la actualidad cuando nuestros telescopios apuntan al cielo.

Continuar leyendo «El modelo cosmológico estándar»

¿Cómo descubrimos nueva física en el LHC?

Volvemos a la física de partículas hablando en esta ocasión sobre cómo identificamos una señal en el Gran Colisionador de Hadrones, el famoso LHC en Ginebra. Veremos que no es nada sencillo…

Cuando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) arrancó allá por el año 2008 las expectativas eran muy altas. Este colosal instrumento científico era sin duda la mayor apuesta de la comunidad internacional de física de partículas, con miles de científicos involucrados en las distintas partes del experimento. Tras un periodo inicial de ajustes y puestas a punto, los primeros datos de relevancia científica fueron recogiéndose, mostrando que la máquina funcionaba perfectamente. Finalmente, el esfuerzo de tantos años de trabajo dio sus frutos con el ansiado descubrimiento del bosón de Higgs en 2012, considerado de forma unánime como uno de los hitos científicos más importantes de lo que llevamos de siglo XXI.

Continuar leyendo «¿Cómo descubrimos nueva física en el LHC?»

El sonido del silencio (II)

Continuamos el relato iniciado en el artículo anterior, en el que comenzamos hablando de la teoría de la Relatividad General de Einstein y terminamos resaltando una de sus predicciones más peculiares: la existencia de ondas gravitatorias. En esta ocasión hablaremos de la primera detección directa de estas ondulaciones del espacio-tiempo por el experimento LIGO, un hito sin precedentes en la física que nos abre una nueva ventana al cosmos.

Las variaciones infinitesimales que mencionamos en el pasado artículo se intentan medir con gigantescos interferómetros Michelson-Morley con cavidades Fabry-Pérot, en los que las masas prueba están separadas por unos pocos kilómetros y están suspendidas como péndulos en un ambiente de vacío casi perfecto, para aislarlas del ruido sísmico y reducir el ruido térmico. Ejemplos de tal tipo de experimentos son los detectores LIGO (en Hanford y en Livingston, EE.UU.), Virgo (en Cascina, Italia) y KAGRA (en Japón). Analizando las franjas de interferencia del láser del interferómetro, se puede controlar el movimiento de las masas durante su interacción con la radiación gravitatoria. El cambio en la longitud de los brazos al paso de una onda gravitatoria, origina un cambio minúsculo en el patrón de las franjas de interferencia (inexistente en ausencia de señal) a la salida del interferómetro.
Continuar leyendo «El sonido del silencio (II)»