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Juan Maldacena

Ahora que los físicos de cuerdas están con la cabeza “gacha” añorando los tiempos en los que eran los “dioses” de la física, los dueños del “cotarro,” maldiciendo por lo “bajini” al descubridor del problema del landscape, ya hemos hablado de ello [Witten’s dog, Smolin’s evil, Schubert’s string-inspired math], la esperanza se ve al final del camino de la mano del “maldecido” Juan Maldacena (argentino al que parece que muchos le tienen envidia, no en balde “subió como la espuma” por una “mera” conjetura).

El joven Shamit Kachru (Ph.D. en 1990, pero en física de cuerdas se necesitan muchos años para ser experto)nos comenta por “donde van los tiros” en teoría de cuerdas en “Glimmers of a connection between string theory and atomic physics,” Physics 1, 10, published August 4, 2008 . El gran número de herramientas matemáticas desarrolladas en el marco de la teoría de cuerdas empiezan a ser de “obligado” conocimiento para los físicos en materia condensada, sistemas atómicos ultrafríos, física de las transiciones de fase y física del estado sólido. Ya le tocó el turno a los diagramas de Feynman (1949) durante los 1970s (actualmente “todo físico” debe conocerlos). Ahora empezamos a ver que las técnicas de teorías de campos conformes en espacios de anti-de Sitter, sus branas, y las técnicas no perturbativas asociadas, empiezan a aparecer en artículos de física en materia condensada y física atómica. Si trabajas en estos temas, no pierdas la oportunidad y “apúntate al carro.”

Gabriele Veneziano

Nos han “vendido” la teoría de cuerdas como la mejor vía posible para la unificación de la gravedad y la mecánica cuántica. Sin embargo, en sus inicios fue propuesta por Gabriele Veneziano como modelo para describir la interacción fuerte que gobierna a los quarks dentro de los hadrones (protón, neutrón, etc.). En esta línea recomiendo su conferencia en el KITP “The Beginning of String Theory or: How Nature Deceived Us in the Sixties.” La idea era simple ¿por qué no observamos a los quarks como partículas individuales? Porque cada pareja de quarks están en los extremos de una cuerda que los une, de tal forma que si aumentamos la energía para separarlos, la cuerda se rompe y tenemos dos cuerdas y cuatro quarks. Esta explicación del confinamiento ha sido superada por la moderna teoría de los quarks, la Cromodinámica Cuántica (QCD), aunque no sin ciertas dificultades (los cálculos exactos del confinamiento son extremadamente complicados).

Ya en sus inicios destacaba la propiedad más interesante de la fuerza fuerte y de la teoría de cuerdas. La fuerza es fuerte sólo a baja energía. A distancias muy cortas o muy alta energía, la llamada libertad asintótica, permite que los quarks parezcan “libres” de fuerza alguna (aunque se encuentren confinados) y desde el punto de vista matemático utilizar técnicas de perturbaciones en la teoría fuertemente acoplada. las técnicas de dualidad, relación o simetría entre una teoría a baja energía fuertemente acoplada y una teoría a alta energía débilmente acoplada, son fundamentales en teoría de cuerdas. De hecho, la teoría “efectiva” a alta energía, débilmente acoplada, asociada a la QCD es una teoría cuyos objetos fundamentales son cuerdas en lugar de partículas puntuales.

Dam Thanh Son

El interés reciente en aplicar este tipo de técnicas en física de la materia condensada parte de dos artículos que se acaban de publicar: D. T. Son, “Toward an AdS/cold atoms correspondence: A geometric realization of the Schrödinger symmetry,” Phys. Rev. D. 78, 046003, published August 04, 2008 [versión gratis] y K. Balasubramanian, J. McGreevy, “Gravity Duals for Nonrelativistic Conformal Field Theories,” Phys. Rev. Lett. 101, 061601, published August 04, 2008 [versión gratis], en los que se presentan conexiones entre teorías de campo no relativistas invariantes a transformaciones de escala (como los fractales) y ciertos aspectos de la teoría de cuerdas, con aplicaciones a gases de átomos fríos (uno de los campos más activos en física en la actualidad). Lo sorprendente es que las soluciones utilizadas son las correspondientes en teoría de cuerdas a las ecuaciones de la gravedad de Einstein, sin materia, con una constante cosmológica atractiva (energía del vacío negativa) en el marco de las teorías de campo conforme, que generalizan las invariantes relativistas al grupo de Lorentz, añadiendo invarianza a transformaciones de escala o dilataciones del espacio-tiempo. Por supuesto, en física de la materia condensada las velocidades son muy pequeñas con respecto a la velocidad de la luz, luego las teorías invariantes ante el grupo de Lorentz no se utilizan, solamente las invariantes ante el grupo de Galileo.

John McGreevy

Son, Balasubramanian, y McGreevy han encontrado soluciones a las teorías de la gravedad en muchas dimensiones que tienen las simetrías requeridas por la ecuación de Schrödinger para gases de átomos fríos, que son duales a teorías de campos invariantes ante el grupo de Galileo (son no relativistas) y que presentan invarianza ante transformaciones de escala anisotrópicas. Estas soluciones se enmarcan en teorías de cuerdas “adecuadas,” lo que permite utilizar toda la maquinaria matemática de cuerdas para su análisis, como se ha demostrado recientemente en tres artículos. A. Adams, K. Balasubramanian, J. McGreevy, “Hot Spacetimes for Cold Atoms,” ArXiv preprint, 31 July 2008 , han mostrado que las soluciones de Son corresponden a soluciones de tipo agujero negro en teorías de supergravedad tipo IIB. C.P. Herzog, M. Rangamani, S. F. Ross, “Heating up Galilean holography,” ArXiv preprint, 18 July 2008 , han aplicado técnicas holográficas para sumergir las teorías de campos de Son en teorías de cuerdas con invarianza conforme galileana. Por supuesto, el propio Maldacena no pueda dejar de estar “al tanto” y encontramos el reciente Juan Maldacena et al., “Comments on string theory backgrounds with non-relativistic conformal symmetry,” ArXiv preprint August 6 2008 , en el que le da vueltas a estos asuntos. Muchos artículos en muy poco tiempo sobre el trabajo de Son, que pronto será un “hot paper” en física.

Por ahora, todos estos artículos son muy teóricos y algo alejados del experimento. No hay gases conocidos qeu se comporten como indican estas nuevas teorías. Sin embargo, seguro que ya hay físicos experimentales buscando sistemas de gases atómicos ultrafríos que permitan “realizar” experimentos en la “nueva teoría de cuerdas.”

Por cierto, alguno se preguntará, pero qué hizo realmente “nuestro amigo” Maldacena. Durante los 1970s se buscó con “ansiedad” y tesón una teoría de cuerdas que fuera equivalente a la Cromodinámica Cuántica (QCD). Aunque los trabajos de Polyakov y ‘t Hooft (premio Nobel junto Veltman en 1999) mostraron que parecía posible, nadie fue capaz de dar con ella. Ya en los 1990s, durante la segunda revolución de la teoría de cuerdas, con la introducción por parte de Polchinski de sus D-branas (“membranas” en cuyo borde se encuentran las “cuerdas” o soluciones clásicas de las ecuaciones de campo de una teoría de cuerdas en 10 dimensiones, se dió un importante avance. Sistemas de N branas paralelas se parecían a las teorías QCD con sólo gluones (portadores de fuerza entre quarks). Juan Maldacena conjeturó en 1996 la existencia de una solución gravitatoria débilmente curvada en el límite de un gran número de branas que corresponde a la teoría QCD [Juan Martin Maldacena,”The Large N limit of superconformal field theories and supergravity,” Adv. Theor. Math. Phys. 2:231-252, 1998; Int. J. Theor. Phys. 38:1113-1133, 1999, ArXiv preprint hep-th/9711200, uno de los artículos de física más citados de toda la historia). Todavía no ha sido encontrada dicha teoría de cuerdas equivalente a la QCD. La conjetura sigue abierta. Sin embargo, trabajos posteriores han estudiado sus propiedades (de algo desconocido aún) y han encontrado que explicará muchas cosas como el confinamiento de los quarks.

En relación a “uno de los artículos más citados de la historia,” si observáis la curva del número de citas veréis que todavía es lineal (el número de citas a crecido linealmente hasta hoy). Todos los estudios sobre el proceso de citas indican que las curvas de cita son “campanas asimétricas”, el número de citas crece, alcanza un pico y luego decae con una cola de pendiente más suave. Pues bien, el artículo de Maldacena parece que todavía no ha alcanzado el pico con lo que este artículo de “nuestro amigo” Juan seguirá siendo uno de los artículos más citados de toda la historia de la física hasta que le llegue la hora de la jubilación.

Si te parece interesante para otros, Menéame.

Es curioso cómo le dan al “coco” las personas. ¿Explica la teoría darwinista de la evolución el largo cuello de la jirafa? ¿Hay que recurrir a ideas lamarkianas? ¿Evolución o creacionismo? Wolf-Ekkehard Lönnig, “The Evolution of the Long-Necked Giraffe (Giraffa camelopardalis L.) – What Do We Really Know? (Part 1),” en 25 páginas de texto se cuestiona ésta y muchas otras ideas. “Su opinión”: la ciencia no puede explicar el largo cuello de la jirafa gracias a la evolución (las mutaciones aleatorias según él no han tenido tiempo de permitir el desarrollo de un cuello tan largo y además el registro fósil parece indicar que convivieron los “antepasados” de la jirafa actual con cuellos de diferente longitud “simultáneamente”). Lönnigf no se ha quedado tranquilo y nos ofrece más argumentos en las 93 páginas de su Parte 2. En este segundo trabajo mucho mejor documentado “ratifica” su opinión sobre que la evolución, si ocurre, va a “grandes” saltos y no “pasito a pasito,” con lo que él ve cierta “mano oculta” detrás.

Pero, ¿por qué las jirafas tienen el cuello tan largo? No, no es para comer, ya que las jirafas (Giraffa camelopardalis) pasan más del 50% de su tiempo comiendo con el cuello en posición prácticamente horizontal, según Simmons, R.E., Scheepers, L., “Winning by a neck: Sexual selection in the evolution of giraffe,” American Naturalist, Volume 148, Issue 5, 1996, Pages 771-786, especialmente en la época seca donde la competición por la comida es más intensa y las hembras se alimentan fundamentalmente de arbustos bajos (y no de árboles altos). Parece ser que el largo cuello de la jirafa no ha evolucionado para permitirles comer más y mejor en las alturas (sin competencia). De hecho, estudios comparados entre okapis (“primos” de las jirafas pero con cuello “corto”) y jirafas muestran que la longitud del cuello de la jirafa es proporcionalmente más largo que lo esperado comparando la longitud de las patas de estos animales.

Dibujo20140716 necking giraffe fight - brian basson 2012

La comida no puede explicar el cuello tan largo. ¿Entonces qué? El sexo. La creciente longitud del cuello de las jirafas tiene una función sexual. Los machos luchan por el dominio y acceso a las hembras. Dos machos luchan cuello con cuello, a veces hasta hacerse daño (con los pequeños cuernos), e incluso se han llegado a documentar muertes durante los combates. Los machos que vencen suelen ser los que tienen los cuellos más largos y robustos y son los preferidos por la hembras. De hecho, las jirafas tienen un claro dimorfismo sexual: los cuellos de los machos son mucho más largos que los de las hembras y su cuernos están mucho mejor armados. De hecho, el cuello de los machos aumentan con la edad durante la edad adulta haciéndolos cada vez más poderosos. Como los machos con cuellos más largos son los que se reproducen, la descendencia hereda cuellos largos y así sucesivamente, en un proceso de selección natural muy rápido.

En resumen, es la selección sexual la que explica el largo cuello de las jirafas y no la competición por la comida.

Meneado por MarioCrack.

PS (18 feb. 2011): Recomiendo la lectura de Juan Ignacio Pérez (Uhandrea), “¿Para comer o para ligar?,” Amazings.es, 18/02/2011, que se hace eco del artículo técnico de R.E. Simmons, R. Altwegg, “Necks-for-sex or competing browsers? A critique of ideas on the evolution of giraffe,” Journal of Zoology 282: 6-12, 2010.

Henri Poincaré (1854-1912).

Henri Poincaré alcanzó la fama en 1889 por su memoria “Sobre el problema de los tres cuerpos y las ecuaciones de la dinámica,” que le llevó a ganar el premio ofrecido por el Rey Oscar II de Suecia y Noruega con motivo de su 60 aniversario. El premio estuvo acompañado del escándalo, que estuvo a punto de transcender los círculos matemáticos. Afortunadamente, el tacto de Gösta Mittag-Leffler, organizador de la competición y consejero del Rey, logró salvar la reputación del premio y la del propio Poincaré.

El escándalo fue debido a un error que el propio Poincaré descubrió en el artículo que había enviado para el premio mientras estaba preparando el manuscrito para su publicación y que sólo fue capaz de corregir varios meses más tarde.

El descubrimiento del error llegó demasiado tarde como parar la impresión del ejemplar de la revista Acta Mathematica en la que aparecería la memoria ganadora del premio. De hecho, algunas copias con el error llegaron a algunos suscriptores. El editor en jefe de la revista, el propio Mittag-Leffler, decidió destruir el resto de la producción de imprenta y reimprimir el número completo. Todos los costes se le cargaron al propio Poincaré, que los asumió. Los costes superaban tres veces la suma de dinero recibida por el premio.

Estas “maniobras” editoriales llevaron a que muchos se cuestionaran si Poincaré había recibido justamente el premio. De hecho, Hugo Gyldén, astrónomo-matemático sueco, reclamó el premio ya que había encontrado una solución en serie de potencias para el problema de los tres cuerpos, según él, que convergía para todo tiempo (la solución “perfecta” a la pregunta formulada por Karl Weierstrass, director de la tesis de Mittag-Leffler, que dió origen a la competición). Hoy sabemos que su solución no converge en un sentido matemático “correcto.” Los defensores de Poincaré proclamaron que éste había llegado más lejos de lo estrictamente necesario para resolver el problema. De hecho, la solución corregida de Poincaré, sometido a gran presión psicológica cuando la obtuvo, fue la primera “pista” de la existencia de comportamiento caótico (en sistemas hamiltonianos se dice estocástico) en un sistema dinámico, algo que requerió tres cuartos de siglo para ser “comprendido” en toda su profundidad por la comunidad matemática (tras los trabajos de Birkhoff y Smale).

Hoy en día sabemos que Poincaré realmente mereció el premio. Uno de los grandes genios de la Historia de la Matemática que estaba muchos años por delante de su tiempo. Aunque para la mayoría de sus coetáneos lo que trascendió fue el error y el escándalo que lo acompañó. Las palabras del jurado del premio, formado por Hermite, Weierstrass y Mittag-Leffler, en carta privada dirigida a Poincaré antes de anunciar el premio por éste último, son elocuentes “Muy confidencialmente le informo que nuestra opinión es que una vez más ha producido una obra maestra de primera magnitud, marcando su artículo una nueva era en la mecánica celeste. Sin embargo, no quiero ocultarle que el estudio de su artículo ha sido muy difícil para nosotros. A menudo, omite demostraciones de teoremas muy generales y muy difíciles, u ofrece indicaciones tan breves sobre las pruebas que le atormentan a uno durante varios días a la hora de juzgar la profundidad de sus ideas.” [extracto de P. Nabonnand, “The Poincaré-Mittag-Leffler relationship,” The Mathematical Intelligencer 21 ( 1999 ), pp. 58-64 ].

Más información técnica sobre el problema de tres cuerpos en la obra cumbre “Les méthodes nouvelles de la mécanique céleste,” Henri Poincaré, aunque la mayoría preferirá el breve “digest” de F. Diacu, “The Solution of the n-body Problem,” The Mathematical Intelligencer, 1996, 18, pp. 66-70 [copia gratis].

Thomas B. L. Kirkwood, “A systematic look at an old problem,” Horizons, Nature 451, 644-647, 7 February 2008 , reclama más investigación en Biología de Sistemas con objeto de garantizar una tercera edad saludable, ya que la esperanza de vida se está incrementando (más de 5 horas al día en los países desarrollados).

Las mujeres viven más, los hombres menos, y el país donde ambos sexos viven durante más tiempo es Japón (ver Figura 1). Por ejemplo, podemos leer en “Enhanced: Broken Limits to Life Expectancy,” Science, 10 May 2002 , Vol. 296. no. 5570, pp. 1029 – 1031, por Jim Oeppen and James W. Vaupel, que la esperanza de vida de la mujer en Japón, ha crecido en los últimos 160 años de forma sostenida a una tasa de unos 3 meses al año, con un comportamiento altamente lineal, con coeficiente de correlación r^2 = 0.992. Más aún, la esperanza de vida del hombre se aleja de la mujer, observándose un incremento de la diferencia desde 2 años hasta 6 años (ver Figura 1).

Esperanza de vida en Japón para mujeres (rojo) y hombres (azul).

El objetivo de los especialistas en salud es lograr que estos años “ganados” a la vida sean disfrutados lo mejor posible. Pero eso no es fácil. Requiere un estudio detallado de todos los procesos de envejecimiento. Lo que hoy sabemos es que dichos procesos son holísticos y requieren un estudio multidisciplinar, como el hoy exhibido por la Biología de Sistemas (la antigua y recientemente rebautizada Biología Matemática). Aunque la tercera edad está asociada a ciertas enfermedades, no es su causa. Cierto es que el envejecimiento va acompañada de una erosión de los telómeros (las estructuras protectoras en los extremos de los cromosomas), de procesos oxidativos debidos a los llamados “radicales libres”, o de malfuncionamiento en las mitocondrias (los orgánulos celulares responsables de generar la energía en la célula). La relación “causa-efecto” en este caso es del tipo “huevo-gallina” (aunque todo el mundo sabe que el “huevo” es evolutivamente más antiguo que las aves, es obvio que nos referimos a la relación “huevo de gallina-gallina”).

¿La ingeniería genética podrá hacernos eternos? En el nemátodo Caenorhabditis elegans mutaciones de un sólo gen pueden causar grandes incrementos en su esperanza de vida. En este sentido, parece que el control genético del envejecimiento es importante. Quizás estamos programados desde que nacemos para morir (con objeto de dejar espacio físico y recursos para nuestra progenie, por ejemplo). Esta idea no es correcta según los gerontólogos evolucionistas que estudian los efectos de la selección natural sobre el envejecimiento.

La idea más generalizada es que el envejecimiento se debe a la acumulación durante la vida de gran variedad de daños en moléculas y células en nuestro cuerpo. De esta forma, la comunidad científica cree que podrá intervenir en las causas y mecanismos de estos daños con objeto de evitarlos o minimizarlos, reduciendo la tasa media de daños moldearemos el proceso de envejecimiento. Por supuesto, entender estas sutilezas moleculares requerirá décadas, sino siglos, de investigación básica y aplicada.

Hoy en día, alcanzamos la tercera edad en condiciones de salud mucho mejores que en el pasado cercano. ¿Qué consecuencias tendrá las “epidemias” de obesidad, vida sedentaria, tabaquismo, etc. en las condiciones de salud de nuestra tercera edad? ¿Serán capaces de revertir el incremento sostenido de la esperanza de vida?

Según Kirkwood, sólo avances en la visión holística de la biología, en el marco de la llamada biología de sistemas, podrán permitir atacar el problema del envejecimiento en toda su complejidad. Esta aproximación se está llevando a cabo actualmente con iniciativas como el proyecto “Biology of Ageing e-Science Integration and Simulation” (BASIS) basado en el uso del lenguaje “Systems Biology Markup Language” (SBML) para entender en su conjunto los procesos metabólicos involucrados en el envejecimiento, que se integra en un proyecto más ambicioso aún, el “Human Physiome Project,” ¿cómo funciona nuestro cuerpo?

Hablando de esperanza de vida, ¿qué es lo que pasa en España? El artículo de Marta Guijarro y Óscar Peláez, “LA LONGEVIDAD GLOBALIZADA: UN ANÁLISIS DE LA ESPERANZA DE VIDA EN ESPAÑA (1900-2050),” Scripta Nova, REVISTA ELECTRÓNICA DE GEOGRAFÍA Y CIENCIAS SOCIALES, Vol. XII, núm. 260, 1 de marzo de 2008 , nos presenta datos recientes al respecto. Utilizando modelos logísticos de estimación, “en el año 2050 la esperanza de vida masculina en España alcanzará un valor de 85,38 años, superando en más de nueve al observado en el inicio del siglo XXI y en dos al femenino actual. La longevidad media de las mujeres llegará hasta los 91,97 años en 2050, lo que representa un incremento de nueve años respecto al valor observado en 2001. Estas cifras suponen que la esperanza de vida ha de aumentar aproximadamente en dos años por cada década transcurrida.”

Como afirmé en Menéame: “Enhorabuena si eres mujer (española) y tienes menos de 50 años, llegarás al 2050.”

Me regalaron “El Ocho” de Katherine Neville, 1988, best-seller al estilo del “Código da Vinci,” pero enmarcado en el terror de Robespierre de 1792 y en el “terror” de la crisis del petróleo de 1973, usando como excusa un supuesto Ajedrez de Montglane de “corte” similar al famoso Grial. Una informática de éxito y una novicia guian la historia en la que aparecen gran número de personajes históricos. La novela se lee fácil. Ideal para el verano.

Sin embargo, recuerda mucho a un guión de Hollywood, con personajes históricos “interpretados” por actores “americanos,” nada creíbles desde un punto de vista riguroso. Conversaciones que hoy en día nos parecen “normales,” pero que difícilmente se pudieran dar a finales antes del s. XIX. La novela es ideal para un guión de cine y como lectura de avión transoceánico o de internamiento hospitalario. Por cierto, como es costumbre en las novelas anglosajonas, y muy poco habitual en las españolas, aparecen personajes científicos famosos, como Einstein, Newton, Euler, Fibonacci, … y músicos como J. S. Bach.

Para partidas de ajedrez me quedo con las de Charles L. Dogdson [uno entre muchos].

También he leído algo un poco más “disfrutón,” la segunda edición del libro de Francisco Mora, “El reloj de la sabiduría. Tiempos y espacios en el cerebro humano.” Gran divulgador, con numerosos libros sobre “su” tema: el cerebro y la neurocomputación. La idea es sencilla, la mente es un resultado emergente de la dinámica temporal de la compleja red de neuronas de nuestro cerebro. Mora se refiere al concepto de dinámica como “reloj” rehuyendo palabros más técnicos. El nuevo capítulo añadido es poca aportación para una segunda edición y se podría haber aprovechado mejor la ocasión. Por ejemplo, hay tantas faltas ortográficas y sintácticas que da la sensación que Mora ha escrito el libro en inglés y alguien lo ha traducido (lo que realmente “da pena”). Mora no parece científico, con comentarios como leer 10 elevado a 12 como 100.000 millones (número de neuronas), cuando es un billón, o 10 elevado a 15 como un millón de billones (aclarando, un trillón), por el número de sinapsis.

Como es costumbre en muchos libros de Alianza Editorial escritos por autores españoles, las figuras brillan por su ausencia. La mayor parte del libro habla de áreas del cerebro mencionando sus números de denominación, debiendo uno recurrir a Internet para ver dónde se encuentran exactamente.

Las ideas sobre espiritualidad, religión y cerebro, sin mencionar nunca la palabra “alma,” que expone el autor son bastante discutibles, aunque estoy de acuerdo con él en que no hay nada más que la propia maquinaria neuronal.

La pena, que un autor que reclama la unión de ciencia y humanismo, al menos en neurociencias, tenga que pasar de nuevo por la Educación Básica a la hora de escribir un libro (que a veces parece un blog en lugar de un libro).

Finalmente, he de mencionar que he leído prensa diaria y ciertas revistas de divulgación científica para mantener la mente “despierta” durante “mi retiro”.

La vía parenteral que me alimentó durante mi “descanso.”
Una noche continua vomitando cada hora. Bebiendo mucha agua para no deshidratarme, aunque vomitándola una hora más tarde. Fuertes migrañas, sin posibilidad de dormir. Un reciente viaje a Venezuela. Factores todos claros para que tras ir a urgencias de un hospital me ingresarán en “observación” y aprovecharán para meterme unos buenos “chutes” de paracetamol (para el dolor), primperan (para los vómitos) y alguna que otra cosa, todo directo en sangre. Tras un día entero durmiendo en la habitación del hospital (con las consabidas interrupciones que acompañan este tipo de ocasiones) me “recuperé”. Muchos análisis de sangre, orina, TAC, ecografías, etc. Varios días interno antes de que me empezaran a dar de comer (por cierto, devoraba la comida cual Carpanta). El resultado: me han dado de alta.
¿Que qué me ha pasado? He sufrido el ataque de un “virus.” ¡Cuando no saben lo que es, es un virus! El análisis de las citologías para chequear si he tenido dengue las recibo el próximo lunes. Ya os contaré.
¿Sabías que la alimentación enteral o parenteral fue un “invento” de Flemming (el de la penicilina)? Busca más información en Google, te gustará. Por hoy, ya he trabajado lo suficiente. Mañana os cuento qué he leído durante mi breve “descanso.”
Mi mujer dice que el culpable de mi enfermedad es el estrés y el trabajo. Así que, prohibido tocar el teclado del ordenata “delante de ella.” Al menos hoy.

La entrada en este blog sobre tomar o no tomar el autobús, y continuar caminando, trataba sobe un artículo que a mí me pareció curioso (“Walk versus Wait: The Lazy Mathematician Wins”). Aunque la repercusión mediática de este blog, todavía, es insignificante, la repercusión mediática en ciertos “foros” de este tipo de noticias genera, cuando menos, controversia. El artículo de Barbara Ellis, en las Caltech News (noticias del Tecnológico de California, posiblemente una de los 2 universidades tecnológicas más importantes de EEUU), titulada “Mathic Bus Research Puts Techer in Driver’s Seat,” critica la repercusión mediática de dicho artículo. Cuando menos, curioso.

El artículo de enero, del que se hizo eco la revista británica New Scientist, ha tenido una repercusión mediática importante en toda la prensa británica, lo que ha llevado una resultado “terrible”: todo el mundo prefiere andar en lugar de tomar el autobús. Personas de Australia, India, sudeste de Asia, Suráfrica, Emiratos Árabes Unidos y Estonia han decidido caminar en lugar de tomar el autobús. Incluso en Alemania y Suiza ha habido “seguidores” de la idea. Curioso, en países con una gran tradición del uso del autobús como Alemania y Suiza.

Pero ¿cuál es la noticia? ¡Que la gente prefiere caminar a usar el autobús! No. La noticia es que las compañías de autobuses se han empezado a preocupar. ¿Por qué? Quizás, estadísticamente hablando, sin razón. Pero se han empezado a preocupar… y las “chispas” les han saltado a los de Caltech. Quienes rápidamente “se han lavado las manos.”

Según Caltech hay algo importante sobre la noticia que nadie ha dicho hasta ahora. Los autores del preprint en ArXiv son alumnos de grado (sí, alumnos que aún no han acabado sus estudios). Uno de los autores es físico (Justin Chen), acabó la carrera, pero los otros dos Scott Kominers, estudidante de matemáticas, música y etnología, y Robert Sinnott, estudiante de estadística, son estudiantes en Harvard. ¡Pero qué pasa porque sean estudiantes!

Pues que no es lo mismo. Ahora resulta que la versión “oficial” es que el análisis matemático presentado “es muy pobre” y “es superficial”. “Una prueba más de que los matemáticos están muy alejados del mundo real.”

Ahora resulta que Chen afirma que “el artículo no pretendía ser tomado en serio,” en una entrevista para la BBC. Sus coautores y él pretendían escribir un libro sobre la “solución” matemática a ciertos problemas de la vida diaria, como sobre qué hacer para elegir la cola en la que esperar en un supermercado o qué hacer cuando conduces en un atasco de tráfico. Todo surgió cuando se pusieron a pensar en el problema de la toma del autobus desde el MIT a Harvard. De hecho, el 1 de enero, cuando enviaron el artículo al ArXiv, dejaron claro que el artículo eran “matemáticas recreativas,” nada más. El artículo fue más tarde enviado a la revista de studiantes “Math Horizons,” fue aceptado y se publicará a final de año.

En resumen, y yo me pregunto: ¿Qué pasa, que los estudiantes no pueden investigar? ¿Sólo los “profesores” y “catedráticos”? ¿Qué pasa, que una buena idea, es “mala” porque no venga amparada por un título? ¿Qué es lo que les molesta a las compañías de autobuses? ¿Realmente les ha hecho daño? No lo creo. Quizás, daño mediático, pero poco más.

¿Por qué me recordará todo esto a Peter Lynds?

¿Qué quién es Lynds? ¡De verdad no lo recuerdas! Hace unos años, en 2003, se publicó en la revista “científica” internacional “Foundations of Physics Letters,” que a veces publica “chor…,” que es mi opinión, que nadie se asuste, que tiene índice de impacto en el ISI’s JCR pero que eso no significa más que lo que significa, … Lo dicho, se publicó un artículo que tuvo una repercusión mediática “terribe,” inesperada, sorprendente, … ¡A mí hubo amigos que me preguntaron por este gran descubrimiento cuando estaba tomando copas! Y no uno, muchos… Recuerdo que no entendieron nada de lo que les expliqué. Ellos pensaban,… no tiene ni idea,… nos cuenta, lo que le han contando,… Un joven neozelandés que no acabó la carrera de física logró “colar” un artículo en dicha revista resolviendo uno de los problemas más antiguos de todos los tiempos, la solución a la paradoja de Zeno de Elea, de más de 2500 años de antigüedad. Un joven que sólo asistió a la universidad durante 6 meses (sí, he escrito bien, un semestre, luego abandonó) era comparado en la prensa internacional con el mismísimo Albert Einstein.

¿De verdad no lo recuerdas? ¿De verdad no le dices a tus amigos “empollones”: eres un Lynds? ¿Por qué será?

El famoso artículo, “Time and Classical and Quantum Mechanics: Indeterminacy vs. Discontinuity”, cuya lectura no merece la pérdida de tiempo que requiere (de aquí que no os ponga el DOI, lo siento por los DOI’s fans) aparte de no ofrecer nada nuevo, en mi “modesta” opinión, de arremeter contra la idea de un “cuanto temporal,” con argumentos fácilmente rebatibles, de “criticar” como “doña en el mercado” al “amigo” Stephen Hawking, será que tiene envidia, … Bueno, lo reconozco. Yo caí en la trampa. Después de que varios de me amigos me preguntaran por él y yo tuviera que confesar mi gran ignorancia sobre “el nuevo Einstein del s. XXI,” he de confesarlo, lo leí, y lo leí con atención. Traté de buscar “algo.” Y nada había. ¿Cómo lo coló? Chi lo sa! Pero algunos, no sé cómo, quizás por aparecer con nombre y apellidos en la prensa afirmaron cosas como “Author’s work resembles Einstein’s 1905 special theory of relativity”, said a referee of the paper, while Andrei Khrennikov (por cierto, gran experto sueco en espacios topológicos no arquimedianos, quien ha sugerido que tienen “cierta” aplicación en física, hasta ahora nadie más cree que la haya, todos los espacios topológicos utilizados en física son compactos, aunque los hay que claman…).

Se me ha ido la hoya. Perdón. Volvamos al grano.

¿Hay que criticar sistemáticamente el trabajo de unos estudiantes porque sea de unos estudiantes? En mi opinión hay que valorar un trabajo por su “contenido,” por su “insight.” Si un trabajo es bueno, lo es, independientemente de quien lo haya escrito. ¿Los genios escriben “genialidades”? Casi siempre, por eso son genios, pero no siempre. ¿Los “meros” mortales escriben “genialidades”? Excepcionalmente, sí. ¿Y por qué no?

Foto de Janet S. Hyde

Siempre se ha dicho que los niños son mejores en matemáticas que las niñas. Estudios pasados así parecían probarlo. De hecho, muchos de ellos concluían que la culpa la tenían los profesores de matemáticas que asumían esta diferencia y “mimaban” más a los niños que a las niñas. Un nuevo estudio, publicado en Science, con más de un millón y medio de alumnos de EEUU entre 2005-2007 demuestra lo contrario: las niñas son igual de buenas en matemáticos que los niños.Aunque el resultado era de esperar y algunos lo calificarían de “obvio”, es importante recordar que muchos padres e incluso profesores no lo tienen tan claro, al menos así lo afirma Henry Kepner, presidente del Consejo Nacional de Profesores de Matemáticas en EEUU (National Council of Teachers of Mathematics).

Hace unos 20 años, la psicóloga Janet S. Hyde, de la University of Wisconsin, realizó otro gran estudio similar y encontró lo contrario, había una diferencia “significativa” entre las puntuaciones en los exámenes de matemáticas de los niños y de las niñas (los primeros parecían hacerlo mejor). ¿Por qué? Ella sugirió que los niños llegaban a la escuela con mejores capacidades para resolver problemas abstractos y complejos porque sus padres los habían educado así (antes de llegar a la escuela). Es decir, achacaba a la educación paterna la diferencia entre razonamiento abstracto entre niños y niñas al llegar a la escuela. Más aún, ella también suponía que los profesores, “conscientes” de estas diferencias, en lugar de “limar” estas diferencias de partida, las acentuaban con su labor docente. NOTA: el estudio desarrollado en 1990 encontró una diferencia en resultado de d=0.29 a favor de los niños, cuando se supone que una diferencia de d=0.20 es un efecto pequeño, d=0.50 es un efecto moderado y d=0.80 es un efecto grande.

El nuevo estudio de la misma investigadora parece indicar que padres y profesores han cambiado de actitud en relación a este esteorotipo. Janet S. Hyde et al. “Gender Similarities Characterize Math Performance,” Science, Vol. 321. no. 5888, pp. 494-495, 25 July 2008 , nos recuerda que en 1990 había una gran diferencia en la presencia de mujeres y hombres en altos niveles de educación matemática, en física y en ingeniería. Hoy en día, en matemáticas en EEUU el 48% son mujeres, sin embargo, ciencias físicas y muchas ingenierías se encuentran entre las carreras universitarias en las que el número de alumnas y más aún el número de graduadas (licenciadas) es muy bajo. El nuevo estudio parece indicar que estas diferencias se reducirán conforme pase el tiempo (de aquí a unos 20 años).

El número de hoy de la revista Science dedica un especial a ¿dónde va el dinero del contribuyente dedicado a la investigación del SIDA? (Jon Cohen, “Where have all the dollars gone?,” Science, July 25 2008 ). En 2007 el presupuesto en investigación en salud norteamericano (gestionado por el NIH, National Institutes of Health, lo que en España es el FIS, Fondo de investigación sanitaria) ascendió a la friolera de 2.900 millones de dólares (y dicen que estamos en “vacas flacas”), de los que 1.600 millones de dólares son para proyectos de investigación.

Se han publicado 123.752 artículos relacionados con el VIH/SIDA entre 1998 y 2007. El número de citas en media por artículo es de 12. Por supuesto, los “grandes citados” son los grandes receptores de dinero. El listado de investigadores que tienen los artículos más citados, muestra que son investigadores con más 100 artículos cada uno, y sus instituciones son las que más dinero reciben.

¡Tanta investigación, tanto dinero, y todavía no tenemos una vacuna contra el SIDA!

El artículo de Fauci et al. “HIV vaccine research: The way forward,” en el mismo número estudia en perspectiva los avances y el futuro cercano del desarrollo de vacunas contra el SIDA. Aunque hay 6.500 nuevos infectados de SIDA diarios en el mundo y el desarrollo de una vacuna contra el SIDA es una de las mayores prioridades de salud pública en el mundo, la comunidad investigadora biomédica ha encontrado obstáculos tan grandes que no es posible predecir para cuándo tendremos una vacuna efectiva. Los investigadores en este campo, de hecho, reclaman más fondos (con el eufemismo de recursos adicionales) por parte del presupuesto del NIH. Uno de los problemas más importantes es la gran dificultad en atraer y retener jóvenes investigadores en este campo.

La extraordinaria diversidad genética del virus VIH (HIV en inglés), el gran número de características de la envoltura glicoprotéica que “protege” al virus de su neutralización por anticuerpos, y la gran velocidad a la que ocurre la replicación del virus y su gran lantencia, son las causas más importantes expuestas en el artículo para justificar que la investigación en una vacuna que bloquee la infección del VIH requerirá un enorme “salto” intelectual mucho mayor de lo que cabe esperar según el conocimiento actual en este campo. Se necesitan “genios”. Hay que atraer a “genios” a este campo. “Genios” que desarrollen nuevos caminos, que logren un uso fértil de los descubrimientos actuales en campos tan diversos como genética, biología estructural, biología de sistemas, biología celular, y química de péptidos (entre otros campos donde se están realizando grandes avances). Se necesitan “genios” que ofrezcan nuevas aproximaciones a la resolución de lo grandes obstáculos que se observan en el desarrollo de una vacuna contra el SIDA y que generen un conocimiento “útil” que permita el diseño y la evaluación de una vacuna contra esta pandemia de finales del siglo pasado que tiene visos de continuar durante gran parte del presente siglo.

¿Por qué para los grandes medios los científicos siempre parece que están “llorando” por dinero?

El artículo “Exclusion of black hole disaster scenarios at the LHC,” ArXiv preprint, 22 July 2008 , escrito por Benjamin Koch, Marcus Bleicher, y Horst Stoecker, analiza de forma independiente la dinámica de los posibles mini agujeros negros que se puedan generar cuando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC del CERN) sea puesto en funcionamiento. El informe final escrito por el comité científico encargado de estudiar la seguridad del LHC (LHC Safety Study Group) , versión “mejorada” de un informe previo de principios de los 2000s, fue publicado recientemente en un extenso artículo. Mucha gente opina que dicho informe “parece un comunicado para tranquilizar a la población y seguir adelante con el experimento.” El nuevo artículo es complementario a dicho informe, completamente independiente, presenta un nuevo análisis (bastante simplificado por cierto) de la seguridad del LHC.

Obviamente, el nuevo estudio, igual que el anterior, se basa en nuestro conocimiento sobre la física de los agujeros negros desarrollado durante el siglo XX. Si la física a la escala de energía de 1 TeV es una “locura” completamente diferente a todo lo conocido en física por debajo de 1 TeV, entonces “apaga y vamonos”, habrá que apretarse “los machos”, ya que nadie puede hacer predicciones sobre ella. Sin embargo, científicamente es completamente irracional pensar que a escalas de 0.5 TeV la física la entendemos muy bien y sin embargo a escalas de 1 TeV no entendemos absolutamente nada. El nuevo estudio supone que la “nueva” física a 1 TeV es tan “novedosa” como para permitir la generación de mini agujeros negros a dicha escala (la teoría de cuerdas es correcta, existen más de 3 dimensiones espaciales y la escala a la que se observa la gravedad cuántica, sea lo que sea, es del orden de 1 TeV), pero lo suficientemente conocido como para que Newton, Boltzmann, Einstein, Hawking, etc. sean aplicables.

Supongamos que lo que “sabemos” (o creemos saber) sobre los agujeros negros es verdad (nadie ha “estudiado” un agujero negro en un laboratorio y lo que sabemos sobre ellos es más teoría que experimento) y además supongamos que las teorías de cuerdas con más de 3 dimensiones espaciales son “correctas” (posiblemente no lo son) y estas dimensiones están “compactificadas” a una escalad de micrómetros (hay algunas hipótesis técnicas adicionales en las que no entraré). ¿Compactificadas? Cuando miras una manguera de regar desde lejos te parece unidimensional, pero cuando te acercas es tridimensional, es decir, de lejos, parece que hay 2 dimensiones “compactificadas”. Si todo esto es verdad, y en lugar de 3 dimensiones espaciales (arriba-abajo, dentro-fuera, derecha-izquierda) hay una cuarta (la “cuarta dimensión”), algunos cálculos simplificados, indican que se podrían formar miniagujeros capaces de “tragarse” la Tierra en unos 27 años. Si hay 5 dimensiones espaciales, se tragarían la Tierra en 10 mil billones de años (algo menos de la edad actual de la Tierra. Si hay más de 6 dimensiones, el tiempo es mucho mayor. Recuerda que la mayoría de las teorías de cuerdas suponen que hay más de 9 dimensiones espaciales. Por supuesto, una de ellas podría estar compactificada en los micrométros y el resto en escalas de longitud mucho más pequeños. Por ahora, nadie lo sabe.

Lo dicho, supongamos que se pueden generar mini agujeros negros a la escala de energías alcanzables en el LHC, ¿cómo serán dichos agujeros negros? Si una teoría de la gravedad a escala cuántica, todavía no la conocemos, es imposible saberlo. Así que tenemos que tener en cuenta todas las posibilidades:

1) Los mini agujeros negros radian (por radiación de Hawking) fuertemente (mucho). En ese caso, también radiarán energía muy rápidamente, más rápidamente de lo que pueden “tragar” materia (acreeción). Desaparecerán antes de que puedan hacer daño alguno. Esto es lo más “razonable” si todo lo que sabemos sobre la física de los agujeros negros es verdad y lo que predicen los modelos de teorías de cuerdas que permiten la producción de agujeros negros en el LHC. Pero podemos estar equivocados ya que desconocemos qué pasa a la escala de más de 1 TeV (aunque sabemos lo que pasa a unos 0.5 TeV, oiga, que tan ignorantes no somos). Lo dicho, en este caso, desaparecerán unos 30 órdenes de magnitud más rápido de lo necesario para “tragarnos a todos”. Lo siento por los apocalípticos.

2) Los mini agujeros no radian nada (Hawking está completamente equivocado, nunca recibirá el premio Nobel, ni nunca se lo merecerá). En ese caso, habría mini agujeros negros en los rayos cósmicos (recibimos rayos cósmicos de muchos TeV constantemente) y no existiría el Sol, ni la Tierra, ni nosotros… ya habríamos sido “tragados” por mini agujeros negros que se habrían generado en el Big Bang en algún momento de los últimos 13 mil millones de años). La existencia del Sistema Solar es prueba más que suficiente de lo benigno de estos mini agujeros negros.

3) Los mini agujeros radian, pero débilmente. Bueno esta la parte más interesante del estudio. Hay dos posibilidades que radien en todas direcciones (radiación “tipo” Hawking) o que lo hagan en “ciertas” direcciones solamente. En el primer caso, los miini agujeros negros radian débilmente pero lo hacen de tal forma que la radiación se para cuando tienen una masa de alrededor de un 1 TeV. A partir de las estimaciones de la energía en los rayos cósmicos, en la “vida” de la Tierra se habrán producido unos 30 mil millones de miniagujeros negros de este tipo. Si todavía la Tierra está aquí, muy “tragones” no tienen que ser. En el segundo caso, hay tres posibilidades.3a) Miniagujeros negros que radian débilmente con una “rapidez” tal que es menor que el tiempo necesario para que el agujero negro recorra el diámetro de (pongamos) un protón (tiempo necesario para que se encuentre con uno y se lo “trague”). Esta escenario es imposible, si las partículas que emite el mini agujero negro son menos pesadas que un electrón (lo normal es que radie fotones, que tienen masa en reposo nula) y lo que se puede “tragar” es más pesado que un protón (en otro caso nada que nos “afecte” podría tragar). Cualquier otra opción está fuera de lo concebible.

3b) Miniagujeros negros que radian débilmente pero con gran “rapidez”. Este caso es exactamente el mismo que el caso 1, ya presentado.

3c) Miniagujeros negros que radian débilmente, con la “rapidez” justa para que se puedan tragar un protón (que la probabilidad que se encuentren uno por el camino sea significativa). Sorprendentemente, esta posiblidad es la más interesante ya que obliga a limitar mucho las propiedades de estos posibles mini agujeros negros. Todo depende de la “fracción” de protón que son capaces de “tragar” cuando lo atraviesan. Recordad que un protón es un “saco” de quarks y gluones (3 quarks de valencia rodeados de “infinidad” de quarks virtuales y gluones virtuales). Si la fracción de protón que el mini agujero negro es capaz de tragar es mayor de 40 millonésimas, este tipo de miniagujeros negros no permitirían la existencia de estrellas densas, como las enanas blancas de más de 1000 millones de años de antiguedad (pero hoy estamos “seguros” de que existen). Si la fracción de protón que pudieran tragar mientras lo atraviesan fuera menor de 40 millonésimas, estos min agujeros negros podrían “tragarse” la Tierra. Uno sólo necesitaría solamente un billón de billones de billones de billones de años. No es infinito, pero antes, el Sol habrá explotado como supernova y nos habrá destruido.

En resumen, todas las posibilidades “razonables” si el LHC es capaz de generar mini agujeros negros (algo poco “razonable”, por cierto), indican que dichos mini agujeros negros serían completamente “benignos” para la humanidad y el futuro de nuestro planeta. Lo siento por los apocalípticos. Tendrán que buscar otra excusa, los físicos, por ahora, no quieren dársela.