Podcast CB SyR 323: escarabajos en coprolitos, Strings 2021, megacometa, supernova y mesones encantados

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

He participado en el episodio 323 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep323: Hubble; Coprolitos; Strings 2021; Megacometa; Supernova; Mesones», 08 jul 2021. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Clarificación SKA (min 7:00); Problemas con el telescopio espacial Hubble (11:00); Escarabajos en heces de dinosaurios (30:00); Supercometa (42:00); Strings 2021: el gran congreso de la teoría de cuerdas (55:00); Supernova de captura de electrones (1:38:30); Mesones y simetría CP (1:52:00). 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 323.

Como muestra el vídeo, en el Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife se encontraba su director, Héctor Socas Navarro @hsocasnavarro (@pcoffeebreak), y por videoconferencia Sara Robisco Cavite @SaraRC83, Gastón Giribet @GastonGiribet, y Francis Villatoro @emulenews.

Tras la presentación, Héctor nos presenta un audio de Ángel donde matiza algunos aspectos que comentó en el episodio anterior sobre el SKA (Square Kilometer Array) y sobre el SKAO (un organismo intergubernamental para controlar el SKA); España pertenece a SKA desde junio de 2018 y se está tramitando su participación en SKAO. Menciona a Lourdes Verdes-Montenegro, la investigadora del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA–CSIC) que coordina la participación española en SKA, la mayor infraestructura científica creada por la humanidad.

Héctor nos comenta el reciente fallo del ordenador a bordo del Telescopio Espacial Hubble (HST). El NASA Standard Spacecraft Computer-1 (NSSC-1) controla y coordina todos los instrumentos científicos. El domingo 13 de junio el ordenador se paró y el telescopio se puso en modo seguro. Se pensaba que el problema estaba en el módulo de memoria (hay cuatro de respaldo, pero solo se necesita uno); pero no se logró reiniciar el ordenador usando un módulo alternativo.

Las unidades que se creen que han fallado ya fallaron en 2008 y se tuvo que recurrir a su respaldo; en 2009 fueron reemplazadas gracias a la última misión de servicio del transbordador espacial. Ahora se está trabajando en repetir lo que ya se hizo en 2008; se está trabajando en ello. Todos cruzamos los dedos para que se logre reparar con éxito. Más información en Matt Williams, «NASA Continues to Try and Rescue Failing Hubble,» Universe Today, 02 Jul 2021; información actualizada en «Operations Underway to Restore Payload Computer on NASA’s Hubble Space Telescope,» NASA News, 06 Jul 2021.

Nos cuenta Sara que se ha encontrado una nueva familia de escarabajos en un pequeño coprolito (excremento fosilizado) de un pariente de los dinosaurios del triásico, de hace unos 230 millones de años. Hallado en Polonia, los escarabajos muestran sus patas y antenas intactas (a pesar de su pequeño tamaño, solo 1.5 mm de longitud). Se ha usado microtomografía de sincrotrón en la Instalación Europea de Radiación de Sincrotrón (ESRF) de Grenoble (Francia). El escarabajo Triamyxa coprolithica pertenece al suborden Myxophaga. El coprolito es de un Silesaurus opolensis, un ancestro de los dinosaurios con pico (que usaban para comer escarabajos y otros alimentos).

El artículo es Martin Qvarnström, Martin Fikáček, …, Grzegorz Niedźwiedzki, «Exceptionally preserved beetles in a Triassic coprolite of putative dinosauriform origin,» Current Biology (30 Jun 2021), doi: https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.05.015. Más información divulgativa en Adeline Marcos, «Las heces fosilizadas de dinosaurio desvelan una especie extinta de escarabajo,» Agencia SINC, 30 jun 2021.

Nos recuerda Héctor que un «megacometa» se acerca a su perihelio. La hipotética nube de Oort es el origen de cometas de periodo muy largo; el cometa 2014 UN271 se observó por primera vez en 2014 gracias a DES (Dark Energy Survey) y su cámara DECam (Dark Energy Camera), que tomó datos hasta 2019. Se acerca al Sol en una órbita casi parabólica con una inclinación de 95.45º y pasará por el perihelio en enero de 2031 a una distancia de 11 UA, un poco más allá de la órbita de Saturno. Estimar su tamaño es muy difícil, pero parece estar entre cien y cuatrocientos kilómetros (los cometas tienen tamaños de pocas decenas de kilómetros) luego se puede llamar «megacometa».

En las últimas imágenes este megacometa muestran una coma cometaria y una cola incipiente (se activó entre 2018 y 2021 conforme su superficie se fue calentando por el Sol). El cometa C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) se observó en 2014 a unas 29 UA y está ahora cerca de la órbita de Urano (20 UA), aunque su trayectoria solo visible desde el hemisferio sur (Plutón está a 39 UA del Sol).

Más información en Daniel Marín, «2014 UN271: el megacometa de 2031», Eureka, 23 jun 2021; Enrique Sacristán, «La historia del cometa gigante que llegó desde la nube de Oort», Agencia SINC, 02 jul 2021. También recomiendo «Newly discovered object 2014 UN271 observed as active at 20.18 au,» The Astronomer’s Telegram, 22 Jun 2021.

La semana pasada se celebró la conferencia anual de teoría de cuerdas, Strings 2021, June 21–July 2, 2021, ICTP-SAIFR, São Paulo (Brasil). El programa incluye las presentaciones y enlace a los vídeos de YouTube de las charlas. Recomiendo el breve resumen (crítico) de Peter Woit, «Strings 2021,» Not Even Wrong, 21 Jun 2021. En la discusión final sobre «¿qué es la teoría de cuerdas?» concluye Edward Witten que todavía no tenemos una respuesta: tenemos una formulación perturbativa basada en cuerdas y campos cuánticos conformes en su hoja del mundo (1+1); y además tenemos una formulación no perturbativa en progreso basada en la conjetura AdS/CFT de Maldacena; pero la gran pregunta que se inició hace 50 años sigue aún sin respuesta.

Se han celebrado varios debates muy interesantes, como «What is string theory?» con Green, Schwarz y Witten, o como «Achievements, progress and open questions in string field theory?» con Okawa and Zwiebach. También son recomendables «Black hole microstates» con Maldacena y Mathur, «High-energy limit of string theory» con Gross y Veneziano, «de Sitter space and string theory» con Kachru y Quevedo, «Particle physics challenges» con Arkani-Hamed y Dixon, «Black hole information paradox discussion» con Engelhardt y Myers, «Cosmology and string theory» con Baumann y Silverstein, y la charla divulgativa «How to describe quantum gravity particles and physics from a starship» de S. James Gates, Jr.

Nos cuenta Gastón que ha descubierto una supernova (SN 2018zd) de tipo captura de electrones (predicho hace cuatro décadas). Los dos tipos más conocidos de supernovas son las tipo II producto del colapso del núcleo de una estrella con más de 10 masas solares y las termonucleares de tipo I debidas a la explosión de una estrella enana blanca (resultado de una estrella de hasta 8 masas solares). En 1980, Ken’ichi Nomoto (Univ. Tokio) predijo un tercer tipo para estrellas entre 8 y 10 masas solares (estrellas de la rama de las gigantes rojas superasintóticas): supernova de captura de electrones (la gravedad fuerza a los electrones hacia el núcleo de los átomos y provoca el colapso del núcleo estelar). La supernova 2018zd a las afueras de la galaxia NGC2146 es el primer ejemplo de este tercer tipo de supernova. La teoría predice que estas supernovas deben mostrar un espectro químico estelar inusual durante años. Los espectros observados lo confirman.

Ya se había sugerido que otras supernovas eran de este tercer tipo. La más famosa es SN 1054 (Crab Nebula) porque sus remanente es rico en He, C, y Ni, pero pobre en O y Fe (lo esperado para el colapso de un núcleo de O+Ne+Mg). Otros candidatos son SN 2008S y AT 2017be, algunas tipo II-P de baja luminosidad como SNe8, 9, 18, 33, y tipo IIn-P SNe como SNe 2009kn y 2011ht. La pieza clave es el espectro de SN 2018zd que contiene seis características esperadas: una estrella progenitora de la rama gigante superasintótica (SAGB), una fuerte pérdida de masa antes de la supernova, un espectro químico estelar inusual, una explosión débil, poca radiactividad y un núcleo rico en neutrones.

El artículo es Daichi Hiramatsu, D. Andrew Howell, …, Koichi Itagaki, «The electron-capture origin of supernova 2018zd,» Nature Astronomy (28 Jun 2021), doi: https://doi.org/10.1038/s41550-021-01384-2, arXiv:2011.02176 [astro-ph.HE] (04 Nov 2020); más información en la nota de prensa «New, Third Type of Supernova Discovered: An Electron-Capture Supernova,» Sci Tech Daily, 03 Jul 2021; Theresa Wiegert, «Finally, An Electron-Capture Supernova,» Earth Sky, 07 Jul 2021.

Se observa la diferencia de masa para los mesones encantados neutros D⁰ y anti-D⁰. LHCb ha analizado 5.4 /fb de colisiones y ha observado dicho fenómeno a unas 7 sigmas. Los mesones D⁰ están formados por un quark encanto (c) y un antiquark arriba (u), y el antimesón por un antiquark encanto y un quark arriba. Mediante la interacción débil (dos bosones W, uno que transforma c en u y otro u en c) se transforma el D⁰ en su antimesón (anti-D⁰), así los mesones se propagan como un estado mezcla que oscila entre ambas identidades. Algo similar a lo que ocurre con la oscilación de los neutrinos. Y como con los neutrinos, se requiere una diferencia de masa entre los estados que oscilan; lo que se ha medido es dicha diferencia para los mesones encantados.

Como comenta Gastón, los estados con masa definida (m+ y m) son una combinación de los estados con «sabor» definido (D⁰ y anti-D⁰). Este diagrama de Dalitz muestra la diferencia entre los estados con masa (la diferencia de masa se determina a partir de la asimetría en esta figura). Más allá del valor numérico obtenido, lo interesante de este tipo de test de precisión del modelo estándar es que se ha mejorado el límite superior para la violación de la simetría CP en estos mesones encantados. El modelo estándar predice un valor un par de órdenes de magnitud menores que lo medido; si se observara un valor mayor que la predicción del modelo estándar sería una primera señal de física más allá del modelo estándar, por ello este tipo de estudios son muy relevantes.

El artículo es LHCb collaboration, «Observation of the mass difference between neutral charm-meson eigenstates,» arXiv:2106.03744 [hep-ex] (07 Jun 2021); sobre este tema recomiendo leer en este blog «LHCb observó la asimetría CP en los mesones encantados a 5.3 sigmas» en 2019 (LCMF, 22 mar 2019).

Por habernos alargado, hoy no hay Señales de los Oyentes. ¡Qué disfrutes del podcast!



1 Comentario

  1. Me alegra que hayáis explicado la diferencia entre «régimen perturbativo» y «régimen no perturbativo». Si lo he entendido bien, el régimen perturbativo involucra perturbaciones lo suficientemente pequeñas como para permitir el cálculo, mientras que el régimen no perturbativo involucra perturbaciones tan intensas que el cálculo resulta imposible.

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