Dibujo20170622 ivoox coffee break ep 116 modelo estandar joaquim matias

He participado en el episodio 116 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox, iTunes], titulado “Especial Nueva Física, más allá del Modelo Estándar; Tertulia con Joaquim Matías”, 22 Jun 2017. “La tertulia semanal ha repasado las últimas noticias de la actualidad científica.”

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Dibujo20170622 renormalization group 3D horava gravity arxiv 1706 06809

En 2009 el físico Petr Hořava introdujo una gravedad cuántica no relativista (que no es invariante Lorentz). En el caso proyectable es una teoría renormalizable en 3+1 dimensiones; de hecho, la primera teoría cuántica de la gravedad que lo es (los teorías con derivadas altas lo son, pero violan la unitariedad*). El joven físico español Mario Herrero-Valea y varios colegas publica hoy en ArXiv que dicha teoría, además, es asintóticamente libre en 2+1 dimensiones (las teorías con derivadas altas también lo son). Por tanto, el acoplamiento entre los gravitones disminuye a cortas distancias o a grandes energías, por lo que los gravitones se comportan como si fueran partículas libres (lo mismo pasa con quarks y gluones en la QCD en 3+1). Un gran avance hacia una demostración en 3+1 dimensiones, que además muestra que el futuro de la gravedad cuántica de Hořava–Lifshitz es muy prometedor.

En la gravedad de Hořava–Lifshitz se parte de una foliación del espaciotiempo (se separa el tiempo del espacio) basada en una función N(t,x) llamada lapso. El caso proyectable supone que el lapso solo depende del tiempo, N ≡ N(t). En dicho caso los cálculos cuánticos se simplifican porque se puede asumir que N=1. La teoría presenta tres constantes de acoplamiento, pero solo dos son físicamente independientes, llamadas G y λ. Las funciones beta para ambas constantes (véase la figura) tienen dos puntos fijos, (G,λ) = (0,1/2) y (G,λ) = (0,15/14). Este último es regular y asintóticamente libre.

El artículo es Andrei O. Barvinsky, Diego Blas, …, Christian F. Steinwachs, “Hořava gravity is asymptotically free (in 2+1 dimensions),” arXiv:1706.06809 [hep-th]. Te recomiendo leer también en este blog “La gravedad cuántica no relativista de Horava es renormalizable”, LCMF, 09 Dic 2015, y “Nueva moda entre los físicos teóricos: la teoría cuántica renormalizable para la gravedad de Petr Hořava”, LCMF, 23 Jun 2009, entre otras. Por cierto, la ř de Hořava se pronuncia como en el caso del músico Dvořák, es decir, algo así como “Horsava” y “Vorsak”.

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Dibujo20130726 Sketch of the entanglement pattern between the black hole and the Hawking

La conjetura ER=EPR fue propuesta en 2013 por Maldacena y Susskind (ya se sabía que ER⇒EPR y se conjeturó que EPR⇒ER). Su idea era resolver la paradoja de Almheiri, Marolf, Polchinski y Sully (AMPS) asociada a la existencia de muros de fuego (firewalls) en el horizonte de sucesos de los agujeros negros. Se publica un contraejemplo a que EPR⇒ER. El puente de Einstein–Rosen que une dos partículas escalares entrelazadas dentro de sendas burbujas, una en contracción y otra en expansión, acaba siendo atravesable (en contra de la conjetura ER=EPR).

Maldacena ha propuesto una solución que salva su conjetura. Pero aún no está claro si la resuelve con completa generalidad. Habrá que esperar a futuros avances en esta línea. Hasta entonces todo indica que la conjetura ER=EPR no es general y tiene contraejemplos. El artículo es Pisin Chen, Chih-Hung Wu, Dong-han Yeom, “Broken bridges: A counter-example of the ER=EPR conjecture,” JCAP 06: 040 (2017), doi: 10.1088/1475-7516/2017/06/040, arXiv:1608.08695 [hep-th]; para salvar la conjetura habrá que luchar contra los argumentos más recientes de Subeom Kang, Dong-han Yeom, “Fuzzy Euclidean wormholes in anti-de Sitter space,” arXiv:1703.07746 [gr-qc]. Recomiendo la presentación de Chih-Hung Wu, “Broken Bridges: A Counter-example of the ER=EPR Conjecture,” LeCosPa Mini-workshop, Feb 2016 [slides PDF].

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Dibujo20170621 nine planet artistic image nasa jpl

No sabemos aún si existe un noveno planeta, una supertierra, en el Sistema Solar. Pero el OSSOS (Outer Solar System Origins Survey) acaba de refutar los indicios que apuntaban a su existencia. Las resonancias orbitales observadas por el famoso Mike Brown y Konstantin Batygin a principios de 2016 son ficticias. Según el nuevo análisis de OSSOS, que ha descubierto unos 800 objetos transneptunianos, ocho de los cuales deberían presentar estas resonancias, no existen; parecen ser un resultado de un sesgo en el análisis previo de otros ocho cuerpos. Por tanto, ahora mismo quedan descartados todas las pruebas sobre la existencia del supuesto noveno planeta.

El artículo es Cory Shankman, J. J. Kavelaars, …, Kathryn Volk, “OSSOS VI. Striking Biases in the detection of large semimajor axis Trans-Neptunian Objects,” arXiv:1706.05348 [astro-ph.EP]. Me he enterado gracias a Ethan Siegel, “Goodbye, Planet Nine! New And Better Data Disfavors A Giant World Beyond Neptune,” Starts With A Bang, 21 Jun 2017. El artículo con la propuesta original es Konstantin Batygin, Michael E. Brown, “Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System,” Astronomical Journal 151: 22 (2016), doi: 10.3847/0004-6256/151/2/22, arXiv:1601.05438 [astro-ph.EP].

Recomiendo volver a leer a Daniel Marín, “Estrechando el cerco alrededor del Planeta X (no, no se ha descubierto un noveno planeta del sistema solar)”, Eureka, 20 Ene 2016, y, en este blog, “¿Existe otro planeta en el Sistema Solar?” LCMF, 31 Ene 2016.

[PS] La respuesta de Mike Brown no se ha hecho esperar. Ya había observado sesgos parecidos a los observados por OSSOS y no afectan a su análisis sobre la existencia del noveno planeta. Más aún, “le apena” que los resultados de OSSOS no afecten a su análisis. Ya publicó sobre este tipo de sesgos en M. E. Brown, “Observational bias and the clustering of distant eccentric Kuiper belt objects,” arXiv:1706.04175 [astro-ph.EP] (allí analizó los 10 TNOs que apoyan su hipótesis). Quizás se olió el asunto y decidió contestar a priori, antes de que saltara la liebre. Habrá que esperar hasta julio para una respuesta a posteriori (basada en los 8 TNOs adicionales de OSSOS), científicamente más rigurosa. Habrá que estar al loro. [/PS]

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Dibujo20170615 The chiral magnetic effect nature23086-f1

Ciertas correlaciones entre partículas cargadas observadas en colisiones periféricas de iones pesados en los detectores STAR del RHIC y ALICE del LHC se han interpretado como resultado del efecto magnético quiral (CME). Se publica un artículo del detector CMS del LHC que descarta que dicho efecto sea la causa de estas correlaciones. Se han analizado colisiones entre iones de plomo (Pb-Pb), y protones e iones de plomo (p-Pb), que corresponden a colisiones nucleón contra nucleón a una energía de 5,02 TeV en el centro de masas. Se observan las correlaciones en ambos casos, cuando el CME predice que no deberían observarse en el segundo. Futuros estudios tendrán que confirmar este resultado de CMS.

El efecto magnético quiral es debido a la rotura de la simetría de paridad en las colisiones entre nucleones a alta energía. En dichas colisiones se producen intensos campos magnéticos que inducen una asimetría en las distribución de partículas por encima y por debajo del plano de la colisión. Para estudiar este efecto hay que estudiar las correlaciones entre tríos de partículas cuyos ángulos de salida de la colisión estén bien separadas (es decir, bien separadas en pseudorrapidez). CMS permite estudiar tríos de partículas cargadas de las que dos tienen pseudorrapidez |η|< 2,4, y la tercera 4,4 <|η|< 5. Gracias a ello se puede definir un nuevo observable no trivial que permite descartar el CME como responsable de las correlaciones observadas con STAR y ALICE.

El nuevo artículo es CMS Collaboration, “Observation of Charge-Dependent Azimuthal Correlations in p−Pb Collisions and Its Implication for the Search for the Chiral Magnetic Effect,” Phys. Rev. Lett. 118: 122301 (24 Mar 2017), doi: 10.1103/PhysRevLett.118.122301, arXiv:1610.00263 [nucl-ex]; más información divulgativa en Alexandru Florin Dobrin, “No sign of asymmetry in the strong force,” Nature (14 Jun 2017), doi: 10.1038/nature23086.

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Dibujo20170620 Livingston record due to exclusion of the 35 Hz line arxiv 1706 04191

La trampa del análisis de Fourier enventanado. Una señal de espectro finito es infinita en tiempo. El análisis de Fourier de una serie temporal usando una ventana en tiempo requiere un filtro de bordes suaves para la ventana; en caso contrario aparecerán correlaciones espurias asociadas al tamaño de la ventana y su relación con la frecuencia de muestreo. El reciente artículo que afirma que las señales de LIGO son solo ruido comete este error, según Ian Harry, miembro de la Colaboración LIGO. Su respuesta es oficiosa, pero razonable. Pronto habrá una respuesta oficial.

Permíteme que resuma la respuesta oficiosa de Ian Harry, “A Response to “On the time lags of the LIGO signals” (Guest Post),” Sean Carroll Blog, 18 Jun 2017, al polémico artículo contra LIGO de James Creswell, Sebastian von Hausegger, …, Pavel Naselsky, “On the time lags of the LIGO signals,” arXiv:1706.04191 [astro-ph.IM]. En este blog también puedes leer mis comentarios en “Virgo se une a LIGO en la búsqueda de ondas gravitacionales,” LCMF, 17 Jun 2017 (no titulé mencionando las críticas porque no era mi objetivo en dicha entrada darles bombo).

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Dibujo20170620 Spatio-temporal representation alleles phenotypic variation shape tabby pattern nature ecol evol s41559-017-0139-f2

Eva-Maria Geigl, del Instituto Jacques Monod, París (Francia) y sus colegas han analizado el ADN mitocondrial de 209 gatos que han vivido desde hace unos 8000 años ANE hasta el siglo XX. Según su análisis paleogenético los gatos actuales provienen de dos poblaciones ancestrales. Una apareció en Oriente Medio y se extendió por Europa hace unos 4400 años ANE. Y el otro linaje, común entre los gatos del Egipto Antiguo, se extendió por Europa y Oriente Medio en el siglo V de NE. Ambos se diferencian en el tipo de pelaje atigrado del gato.

Hay dos tipos de pelaje atigrado (tabby coat), el listado (mackerel), propio del gato salvaje y similar a un tigre, y el marmolado (blotched), propio del gato doméstico europeo y con remolinos que bifurcan. Este rasgo viene determinado por un único polimorfimo mononucleótido (SNP). El alelo recesivo (W841X) responsable del atigrado marmolado, que está presente en el 80% de los gatos domésticos europeos, apareció en el periodo medieval.

El artículo es Claudio Ottoni, Wim Van Neer, …, Eva-Maria Geigl, “The palaeogenetics of cat dispersal in the ancient world,” Nature Ecology & Evolution 1: 0139 (19 Jun 2017), doi: 10.1038/s41559-017-0139; más información divulgativa en español en “Así se convirtió el gato en el animal doméstico que conocemos hoy”, Agencia SINC, 19 Jun 2017.

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Dibujo20170618 telescopes measurement ground stations sciencemag 356 6343 1140 F5

He intervenido en el podcast El Método de Luis Quevedo, @Luis_Quevedo, hablando de “Comunicación cuántica”, El Método, 16 Jun 2017 [iVoox, iTunes]. “Una conversación que empezó con la excusa de un artículo aparecido en Science…” (Juan Yin, Yuan Cao, …, Jian-Wei Pan, “Satellite-based entanglement distribution over 1200 kilometers,” Science 356: 1140-1144 (16 Jun 2017), doi: 10.1126/science.aan3211 [URL Science], que discutí en este blog en LCMF, 15 Jun 2017). Al final hemos acabado hablando de ordenadores cuánticos y supremacía cuántica (LCMF, 09 Jun 2017).

Espero que disfrutes del podcast (son solo 35 minutos).

Dibujo20170617 ligo hanford livingston virgo control room

Hoy el detector de ondas gravitacionales Virgo (Italia) ha iniciado su toma de datos junto a los dos detectores de LIGO en Hanford (US-WA) y Livingston (US-LA). Ahora mismo LIGO se encuentra en la fase de pruebas de ingeniería ER11 (Engineering Run 11) justo a la mitad de su segunda toma de datos llamada Run O2. En esta fase ER11 habrá momentos en los que los tres interferómetros tomarán datos de forma simultánea (por ejemplo, GW150914 se observó en la fase ER8 previa al inicio del Run O1).

Se espera que el Run O2 de Advanced LIGO+Virgo tras ER11 tenga una duración de entre tres y cuatro meses, y que varias ondas gravitacionales sean trianguladas por estos tres interferómetros. La noticia en “First Triple Lock of LIGO and VIRGO Interferometers,” LSC News, 17 Jun 2017.

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Dibujo20170616 nucleon spin left and momentum right decompositions arxiv 1706 02973

Los hadrones que forman los núcleos atómicos, el protón y el neutrón, se llaman nucleones. El nucleón es un fermión de espín JN = 1/2. El problema del espín del nucleón consiste en determinar la contribución a dicho espín de los quarks de valencia, los pares quark-antiquark virtuales y los gluones. Usando cromodinámica cuántica en el retículo (Lattice QCD) se ha determinado que la contribución de los quarks es Ju+d+s=0,408(61)est.(48)sist. y la de los gluones Jg = 0,133(11)est.(14)sist., lo que totaliza JN = 0,54(6)est.(5)sist. (un valor consistente con el espín del nucleón).

El valor Ju+d+s es la contribución intrínseca de los quarks más la de su momento angular; separando esta primera resulta un valor igual a 0,201(17)est.(5)sist.. Estos resultados se muestran en la parte izquierda de la figura. La parte de la derecha de la figura muestra las fracciones del momento lineal <x> del nucleón debidas a los quarks y a los gluones, en concreto <x>u+d+s + <x>g = 0,804(121)est.(95)sist. + 0,267(12)est.(10)sist. = 1,07(12)est.(10)sist., que son compatibles con el momento total. Todas estas magnitudes se han estimado usando una masa renormalizada a 2 GeV.

El problema del espín del nucleón ha estado abierto desde que en el año 1987 se descubrió que los quarks de valencia solo dan cuenta de una pequeña parte de dicho espín. El nuevo resultado aún no se puede considerar una solución definitiva al problema (los errores superan el 10%). Sin embargo, es un paso firme hacia su solución. El artículo es Alexandrou, M. Constantinou, …, C. Wiese, “The nucleon spin explained using lattice QCD simulations,” arXiv:1706.02973 [hep-lat].

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