Podcast CB SyR 314: Marte, el experimento Muon g−2, USS Jellyfish y las bromas del uno de abril

Por Francisco R. Villatoro, el 9 abril, 2021. Categoría(s): Astrofísica • Astronomía • Ciencia • Física • Noticias • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science ✎ 1

He participado en el episodio 314 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep314: Marte; Experimento Muón g-2; USS Medusa; Papers de Broma», 08 abr 2021. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: La espiral en el polo Norte de Marte (min 6:30); El experimento Muón g-2 de Fermilab (16:00); USS Jellyfish, una estructura en radio de baja frecuencia (1:00:00); Repasamos los artículos de broma del 1 de Abril (1:24:00); Señales de los oyentes (1:50:00).  Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso. CB:SyR es una colaboración del Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife con el Área de Investigación y la UC3 del Instituto de Astrofísica de Canarias».

Ir a descargar el episodio 314.

En la foto, en el Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife, su director Héctor Socas Navarro @hsocasnavarro (@pcoffeebreak), y por videoconferencia Sara Robisco Cavite @SaraRC83,  Gastón Giribet @GastonGiribet, Ángel López-Sánchez @El_Lobo_Rayado, y Francis Villatoro @emulenews.

El vídeo de YouTube de la grabación en directo incluye algunos trocitos que no se emiten y un chat del que se extraen las preguntas de la sección Señales de los Oyentes. Recuerda que Coffee Break: Señal y Ruido es un podcast, no un canal de YouTube.

Fuente: JPL, NASA, Agencia SINC.

Tras la presentación, Héctor le pasa la palabra a Sara para que nos cuente una noticia de geología marciana: cómo se formó el sistema de cañones espirales en el polo Norte de Marte. El hielo se sublima formando unos pozos de sublimación; los vientos catabáticos en esa región tiene un flujo en sentido contrario a las agujas del reloj; el transporte eólico por estos vientos ordena estos pozos y produce los canales en forma espiral. Sería muy interesante una misión espacial a esta región porque estas capas de hielo están estratificadas y permiten hacer un estudio paleoclimático muy relevante; sobre todo porque aunque hielos se formaron hace pocos millones de años, los canales en espiral podrían haber expuesto regiones de roca que se formaron hace cientos de millones de años.

Los vientos catabáticos son vientos que caen por una ladera desde una cumbre incrementando su velocidad por la aceleración de la gravedad; también se observan en los polos terrestres. Héctor destaca que el primer autor del estudio, José Alexis Palmero Rodríguez, es de Tenerife (Islas Canarias) y fue entrevistado en el Episodio 60 de este podcast sobre tsunamis marcianos. El artículo es J. Alexis P. Rodriguez, Kenneth L. Tanaka, …, Mario Zarroca, «North polar trough formation due to in-situ erosion as a source of young ice in mid-latitudinal mantles on Mars,» Scientific Reports 11: 6750 (25 Mar 2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41598-021-83329-3; más información en «Desvelado el misterio de los gélidos cañones de Marte con forma espiral», Agencia SINC, 31 mar 2021.

Fuente: PRL (2021), 10.1103/PhysRevLett.126.141801.

Héctor me da voz para hablar de la gran noticia de física de partículas de este año (hasta ahora), la medida del momento magnético anómalo del muón por el experimento Muon g−2 (léase «g menos 2») de Fermilab. Resumo mi pieza «Muon g−2 del Fermilab incrementa a 4.2 sigmas la desviación en el momento magnético anómalo del muón», LCMF, 07 abr 2021, y «Lo que esperamos del experimento Muon g−2 del Fermilab y otras anomalías relacionadas con muones», LCMF, 03 abr 2021.

Gastón nos aclara algunos procesos (vía diagramas de Feynman) que contribuyen al momento magnético anómalo del muón: además de los pares virtuales electrón-positrón, la producción de bosones W y Z, y los pares virtuales quark-antiquark. Gastón destaca que calcular en el límite infrarrojo de la teoría QCD es muy difícil y se requiere usar ordenadores (lattice QCD, o QCD en el retículo). Estos cálculos son muy complicados porque simular física cuántica usando ordenadores es muy costoso; además, el efecto del vacío QCD sobre el muón requiere considerar un volumen no acotado (infinito), pero en los ordenadores solo se puede simular un volumen finito, así que hay que extrapolar el resultado (lo que se sabe hacer bien pero genera dudas conceptuales sobre el proceso).

Los artículos son Muon g−2 Collaboration, «Measurement of the Positive Muon Anomalous Magnetic Moment to 0.46 ppm,» Physical Review Letters 126: 141801 (07 Apr 2021), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.141801, arXiv:2104.03281 [hep-ex] (07 Apr 2021); The Muon g−2 Collaboration, «Magnetic-field measurement and analysis for the Muon g−2 Experiment at Fermilab,» Physical Review A 103: 042208 (07 Apr 2021), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.103.042208, arXiv:2104.03201 [hep-ex] (07 Apr 2021); Muon g−2 Collaboration, «Measurement of the anomalous precession frequency of the muon in the Fermilab Muon g−2 Experiment,» Physical Review D 103: 072002 (07 Apr 2021), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.103.072002, arXiv:2104.03247 [hep-ex] (07 Apr 2021); y Muon g−2 Collaboration, «Beam dynamics corrections to the Run-1 measurement of the muon anomalous magnetic moment at Fermilab,» Physical Review Accelerators and Beams (accepted), arXiv:2104.03240 [physics.acc-ph] (07 Apr 2021). Un resumen divulgativo en Priscilla Cushman, «Muon’s Escalating Challenge to the Standard Model,» Physics 14: 54 (07 Apr 2021) [enlace]; y en Michael Schirber, «Measuring the Magnet that Measures the Muon,» Physics 14: 53 (07 Apr 2021) [enlace].

Fuente: ApJ (2021), 10.3847/1538-4357/abe384.

Nos cuenta Ángel un artículo sobre la observación en radio de la llamada “medusa cósmica” (USS Jellyfish parafraseando USS Enterprise). Empieza recordando que hay «galaxias medusa» (jellyfish galaxies) que se encuentran en cúmulos galácticos y se caracterizan por un proceso llamado «ram pressure stripping» (el medio intercumular provoca que pierdan gas, generando los «brazos» de la medusa). En el nuevo artículo el nombre «medusa USS» viene por la forma en esta imagen en radio a 118.5 MHz (ver la figura, obtenida por MWA). El adjetivo USS (Ultra-Steep-Spectrum) significa que la imagen desaparece de forma brusca cuando se incrementa la frecuencia de observación. Este cambio brusco de la imagen conforme crece la frecuencia en su espectro de radiación sincrotrón todavía no se entiende en detalle.

Nos cuenta Ángel que la «medusa USS» se ha observado con el MWA (Murchison Widefield Array) en el rango de frecuencias entre 72 y 231 MHz, es decir, en el rango de longitudes de onda entre 3.4 y 1.4 metros; también se han usado imágenes del ATCA (Australia Telescope Compact Array) para 1.4 GHz (que no observan la «medusa»). Nos cuenta Ángel que el cielo en el rango de frecuencias en MHz de MWA ha sido poco explorado así que nos reserva muchas sorpresas. Le pregunto a Ángel sobre la resolución de la imagen; nos cuenta que la resolución espacial es baja por la gran la longitud de onda usada, así que los «brazos de la medusa» podrían ser un alias (señal de baja frecuencia espuria que aparece cuando la frecuencia de muestreo es menor que la frecuencia dominante en una señal).

El artículo es Torrance Hodgson, …, Melanie Johnston-Hollitt, …, Denis Wittor, «Ultra-steep-spectrum Radio «Jellyfish» Uncovered in A2877,» The Astrophysical Journal (ApJ) 909: 198 (17 Mar 2021), doi: https://doi.org/10.3847/1538-4357/abe384, arXiv:2103.06462 [astro-ph.GA] (11 Mar 2021).

No podemos olvidar los artículos de los inocentes en arXiv (April fool’s papers). Héctor destaca un artículo sobre las emociones que induce la música de la cantante Taylor Swift. Obviamente, siendo un artículo de broma, sus conclusiones están débilmente apoyadas por los escasos datos. Héctor lo interpreta como una crítica El artículo es Megan Mansfield, Darryl Seligman, «I Knew You Were Trouble: Emotional Trends in the Repertoire of Taylor Swift,» arXiv:2103.16737 [physics.pop-ph] (31 Mar 2021).

También destaca Héctor un artículo sobre «materia oscura pandémica» (la supuesta interacción de una partícula de materia oscura χ con un baño térmico ψ); está inspirado en la relación entre la temperatura ambiental y la permanencia del coronavirus en aerosoles. Pero, obviamente, se trata de un artículo de broma. El artículo es Torsten Bringmann, Paul Frederik Depta, …, Kai Schmidt-Hoberg, «Pandemic Dark Matter,» arXiv:2103.16572 [hep-ph] (30 Mar 2021).

Héctor y Ángel destacan un artículo con un llamativo título «El secreto del elixir de la juventud de las estrellas azules rezagadas» cuyo autor es Henri M. J. Boffin, pero que incluye varios coautores de broma: Henri M. J. Boffin, A. Wake, and W.H.Y. Can’t, I. Sleep («un despertar y por qué yo no puedo dormir»). El artículo es Henri M.J. Boffin, «The secret of the elixir of youth of blue straggler stars,» arXiv:2103.16866 [astro-ph.SR] (31 Mar 2021).

A Gastón el artículo de broma que más le gusta sobre la nueva conjetura que acota el número de artículos sobre conjeturas del «pantano» (swampland conjectures). Aprovecha para recordar cuál es la diferencia entre el «paisaje» o el «panorama» (landscape), las soluciones de vacío estables de la teoría de cuerdas que corresponden a teorías cuánticas de campos efectivas para describir la física potencial a baja energía, y el «pantano» o de la «ciénaga» (swampland), las soluciones de vacío que no son estables y las teorías efectivas a baja energía que por alguna razón son incompatibles con la teoría de cuerdas a alta energía. Gracias al liderazgo de Cumrun Vafa, pionero en el estudio de las llamadas conjeturas del pantano, se están publicando muchísimas conjeturas sobre las propiedades de las soluciones de vacío en el pantano, que las diferencias de las del paisaje.

Hay muchas críticas sobre la utilidad en teoría de cuerdas (o en gravedad cuántica en general) de las conjeturas del pantano. Gastón confiesa que a él no le gustan. En este artículo de broma se plantea una nueva «conjetura del pantano» la conjetura de que hay un número finito (aunque enorme) de conjeturas del pantano. Comento que, en mi opinión, Vafa está intentando sustituir a Witten como gran gurú de la teoría de cuerdas; por cierto, Vafa fue estudiante de doctorado de Witten. Le pido su opinión a Gastón, teórico de cuerdas en activo, que prefiere no meterse en estos berenjenales. Aparte de las ideas de fenomenología cuerdística en el pantano de Vafa, la otra gran línea de trabajo en el área es la aplicación de técnicas de computación cuántica al hilo de la conjetura AdS/CFT de Maldacena (Witten afirmó recientemente que no entendía estos avances y que por ello había prescindido del liderazgo de la teoría de cuerdas). El artículo de broma es William H. Kinney (@WKCosmo), «The Swampland Conjecture Bound Conjecture,» arXiv:2103.16583 [hep-th] (30 Mar 2021).

A Sara, que nos tuvo que abandonar tras la primera hora el podcast, el artículo que más le gustaba es una curiosa aplicación de la inteligencia artificial: saber si los pasteles de Jaffa (Jaffa cakes) son un pastel (cake) o una galleta (biscuit). Se usa el algoritmo de aprendizaje basado en máquinas de vectores de soporte (SVM, por Support Vector Machines). En un apéndice se presenta una figura que muestra que el algoritmo está muy sesgado debido a los ejemplos usados en el proceso de aprendizaje; por ello a pie de figura se puede leer «go home A.I. you’re drunk» («vete a casa I. A., estás borracha»). El artículo es H. F. Stevance, «Using Artificial Intelligence to Shed Light on the Star of Biscuits: The Jaffa Cake,» arXiv:2103.16575 [astro-ph.IM] (30 Mar 2021).

Gastón también destaca un artículo de broma que nos presenta una especie de periódico breve titulado «The Swapland» (en lugar de «swampland»). Héctor comenta que hay mucha gente que pierde mucho tiempo preparando estas bromas de los inocentes para el uno de abril. Yo comento que este artículo tiene 9 autores y que creo que el trabajo se suele repartir entre muchos autores. El artículo de broma es Prateek Agrawal, Hengameh Bagherian, …, Weishuang Linda Xu, «The Swapland,» arXiv:2103.17198 [hep-ph] (31 Mar 2021).

Otros artículos de broma son Eve Armstrong, Chester (su gato), «My cat Chester’s dynamical systems analysyyyyy7777777777777777y7is of the laser pointer and the red dot on the wall: correlation, causation, or SARS-Cov-2 hallucination?» arXiv:2103.17058 [physics.pop-ph] (31 Mar 2021); Michael B. Lund, «The Existential Threat of Future Exoplanet Discoveries,» arXiv:2103.17079 [physics.pop-ph] (31 Mar 2021); Kaley Brauer, «»I’ll Finish It This Week» And Other Lies,» arXiv:2103.16574 [physics.pop-ph] (30 Mar 2021); Douglas Scott, «Science Spoofs, Physics Pranks and Astronomical Antics,» arXiv:2103.17057 [physics.hist-ph] (31 Mar 2021); y supongo que se me habrá pasado alguno más.

También destaca Héctor algunas bromas de uno de abril más allá de arXiv. En Twitter la colaboración EGO-Virgo afirmó que ha descubierto cómo enderezar la torre de Pisa usando ondas gravitacionales (tuit). Y además, en el servicio de noticias del CERN, muy aficionados a estas bromas, nos describen un futuro acelerador vertical que usa un ascensor espacial conectado con el tubo del LHC (que está a unos cien metros bajo tierra); más información en Craig Edwards, Mark Rayner, «CERN proposes “space elevator” accelerator,» CERN News, 01 Apr 2021. Además, yo destacaría la broma en el blog de Adam Falkowski (Jester @Resonaances), «April Fools’21: Trouble with g-2,» Résonaances, 01 Apr 2021.

Y llegamos a Señales de los Oyentes. Héctor toma unas preguntas de ¿Max Linux 2000? recibidas al correo del podcast: «Sobre el evento Carrington, ¿cómo podríamos protegernos de futuras tormentas solares? ¿Con cuánto tiempo de antelación se podría dar la alarma?» Héctor comenta que la NOAA monitoniza la meteorología espacial y que contaríamos con unos 2 días de antelación (gracias tanto a telescopios en el espacio y como en tierra). Además, aclara que no solo influye la energía liberada en la eyección de masa coronal, sino también de cómo interaccione con la magnetoesfera terrestre, algo que no se conoce bien.

Este oyente también pregunta si «hay planes para proteger las centrales eléctricas y cómo afectaría a satélites, coches, aparatos de hospitales y móviles; ¿bastaría poner el móvil en jaula de Faraday para protegerlo?» Héctor responde que esto último no es necesario por el pequeño tamaño del teléfono móvil. El mayor problema se encuentra en las redes eléctricas, que son circuitos muy grandes en los que las corrientes inducidas por campos magnéticos son altas (pues dependen del área del circuito que atraviesa el flujo magnetico). En circuitos pequeños no hay ningún problema directo (por supuesto si no están conectadas a la red eléctrica). Las redes eléctricas tienen cientos y miles de kilometros cuadrados de circuitos. En cuanto a los satélites, tienen un modo seguro para su desconexión en caso necesario.

En el chat de YouTube pregunta Zalakajin «¿Creen que es posible aplacar el cambio climático sin abandonar nuestro modelo económico basado en el crecimiento infinito? ¿No sería una solución abogar por decrecer de forma controlada?» Héctor dice que el crecimiento económico obedece al crecimiento de la población y a los avances en las tecnologías de producción. Quizás haya que plantearse el control de alguno de estos aspectos de cara a un futuro sostenible. Destaca el problema de la energía y recuerda que la energía de fusión es un gran paso hacia la sostenibilidad. El gran problema que encuentra es el manejo de los residuos, problema relacionado con el de la energía. En su opinión la resolución del problema de la energía permitirá resolver el problema de los residuos. Héctor es optimista al respecto.

Contesta Gastón que no experto en ecología, pero que no hay discusión sobre cambio climático que no se enfoque desde el capitalismo; le parece pernicioso el sistema económico actual y cree que debe cambiar si queremos un futuro sostenible. Ángel apostilla que la sostenibilidad va asociada a preservar la biodiversidad y a garantizar la habitabilidad de nuestro planeta. Yo menciono mi percepción sobre el pesimismo reinante entre la juventud universitaria en España, que provoca una falta de motivación; además, menciono que podríamos estar dirigiéndonos hacia una estanflación similar a la de Japón, que ha afectado mucho al estado anímico de los jóvenes japonenes.

En el chat Silverine McSilver  pregunta «¿y cómo controlas la población?» Hector contesta que igual no hace falta llegar a eso, pues ahora mismo en los países de la OCDE la natalidad se está reduciendo sin necesidad de ningún control externo.

Finalmente, MrJegerjeg pregunta «sobre los papers del 1 de abril; aunque sean de broma, veo que algunos incluyen muchas referencias a otros papers. ¿Seria una buena forma de ponerse al día en cierto campo?» Contesto que no, que para eso están los artículos de revisión (review papers). Recomiendo empezar por los libros de texto (dirigidos a estudiantes de grado), pasar a las monografías científicas (dirigidas a estudiantes de postgrado) y solo entonces recurrir a los artículos de revisión (que suelen ser mucho más difíciles de entender para los legos). Todos los artículos de revisión incluyen citas (con comentarios) a las referencias clásicas en el campo para quienes quieran conocer los artículos imprescindibles para entender un campo y además suelen presentar información muy actualizada del estado del conocimiento (state of the art) en dicha área.

¡Qué disfrutes del podcast!



1 Comentario

  1. Francis, me ha parecido muy interesante tu comentario sobre Witten y lo que has dicho de la computacion cuantica aplicada a AdS/CFT. Podrias desarrollar un poco mas sobre el tema si es posible? O dar algun link a un paper o video sobre el tema?

    Gracias de antemano

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