Podcast CB SyR 334: volcán en La Palma, teoría de cuerdas, energía oscura y planeta 9

Por Francisco R. Villatoro, el 27 septiembre, 2021. Categoría(s): Astrofísica • Ciencia • Física • Noticia CPAN • Noticias • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science ✎ 3

He participado en el episodio 334 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep333: Volcán; Cuerdas; Energía Oscura; Planeta 9», 23 sep 2021. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Volcanes y tsunamis (min 5:00); Retirado el artículo sobre supergravedad vs de Sitter (1:01:00); El exceso de XENON1T, ¿una detección de energía oscura? (1:35:00); El cartografiado DES contrario a la existencia del Planeta 9 (2:01:00), Señales de los oyentes (2:17:00). 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 334.

Como muestra el vídeo, en el Museo de la Ciencia y el Cosmos de Tenerife se encuentra su director, Héctor Socas Navarro @hsocasnavarro (@pcoffeebreak), junto a Itahiza Domínguez Cerdeña @Ita_DC (sismólogo del Instituto Geográfico Nacional), y por videoconferencia Sara Robisco Cavite  @SaraRC83, Alberto Aparici  @cienciabrujula, Gastón Giribet @GastonGiribet, y Francis Villatoro @emulenews. Por cierto, participé desde Bilbao (hotel Ercilla) porque me encontraba allí para asistir al evento Naukas Bilbao 2021 (no me quería perder la décima edición de Naukas Bilbao).

Tras la presentación, Héctor le pide a Itahiza (astrofísico, doctor en física solar, que ahora se dedica a la sismología) que nos hable de vulcanología. Te recomiendo disfrutar del audio. En cierto momento me pide Héctor que hable del trabajo en vulcanología de mi grupo de investigación. Mi director de tesis doctoral, Juan Ignacio Ramos (Univ. Málaga) trabajó junto al vulcanólogo Flavio Dobran (cuya alma mater es la Univ. Pisa, pero que ha estado afiliado a varias universidades en EEUU); Ramos simulaba la chimenea del volcán con un código de Navier–Stokes axisimétrico en dos dimensiones. Si alguien está interesado puede consultar estos artículos: J.I. Ramos,, «Two-dimensional simulations of magma ascent in volcanic conduits,» Int. J. Numerical Methods in Fluids 29: 765-789 (1999), doi: https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0363(19990415)29:7<765::AID-FLD816>3.0.CO;2-B, y F. Dobran, J.I. Ramos, «Global Volcanic Simulation: Physical Modeling, Numerics, and Computer Implementation,» Chapter 7 in «Vesuvius: Education, Security and Prosperity,» edited by F. Dobran, Elsevier (2006), doi: https://doi.org/10.1016/S1871-644X(06)80011-2.

Por tercera ocasión volvemos al teorema no-go sobre espacios tipo de Sitter en teoría de cuerdas tipo II de Harald Skarke, «Proof of absence of de Sitter vacua in classical type II supergravity,» arXiv:2109.01832v1 [hep-th] (04 Sep 2021), que retiró unos días más tarde, arXiv:2109.01832v2 [hep-th] (09 Sep 2021). Gastón nos resume el estado de la cuestión y me toca relatar lo que entiendo que es el problema de la demostración (siento la interrupción del audio). Skarke propone normalizar todos los campos de Ramond en las D-branas y en los O-planos cambiando sus unidades por un factor común μ, lo que lleva a una forma cuadrática (una parábola); su mínimo para μ=1 es fácil de obtener y resulta en una desigualdad para los campos en el lagrangiano. Introduciendo un transformación uniparamétrica (λ) para los campos, el potencial se transforma en forma cuártica (polinomio de grado cuatro en λ). Skarke analiza los  extremos (mínimos y máximos) de este potencial para demostrar que solo son compatibles con espaciotiempos de Minkowski y anti-de Sitter (para los tipo de Sitter se requiere un mínimo con valor positivo, lo que impide la desigualdad previamente obtenida).

Comento lo que creo que es el problema de la demostración. No se pueden normalizar todos los flujos con un mismo parámetro (μ) con toda generalidad (para toda posible compactificación de flujos en una supergravedad de tipo II). La razón es que las branas pueden aparecer en apilados transversales (como muestra esta figura para obtener el modelo estándar); en dicho caso, cada apilado debería ser normalizado con un parámetro específico (usar un único parámetro para todos viola la causalidad en la teoría, como lo hace una transformación gauge global). Así, la demostración de un teorema no-go para de Sitter en teorías de cuerdas tipo II con flujos cmpactificados aún sigue siendo un problema (sin estos flujos ya lo demostraron Maldacena y Nuñez).

Gastón nos comenta un artículo que usa un campo camaleón para explicar el exceso de Xenon1T y la energía oscura. Como bien sabrás, se han propuesto campos escalares para explicar la energía oscura, pero no pueden explicar un señal como la de Xenon1T. Por otro lado, se han propuesto campos escalares para explicar la señal de Xenon1T, pero no pueden explicar la energía oscura. La solución es una usar un campo tipo camaleón con muchos parámetros libres (el nuevo modelo introduce 6 parámetros, que dan lugar a las oscilaciones en rojo que ves en esta figura). Un campo camaleón no es un campo fundamental, sino un campo efectivo; gracias a ello sus parámetros pueden depender del entorno (el campo cambia sus parámetros en regiones de gran densidad, como el Sol, y en regiones de muy baja densidad, los vacíos cósmicos). Este truco permite ajustar cualquier cosa («Cómo dibujar un elefante con solo cuatro números complejos», LCMF, 27 may 2010). 

Nos dice Gastón que a él los modelos de tipo camaleón no le gustan; a mí tampoco. Pero están de moda, ya que permiten hacer casi cualquier cosa. Si te interesan el artículo es Sunny Vagnozzi, Luca Visinelli, …, Jeremy Sakstein, «Direct detection of dark energy: The XENON1T excess and future prospects,» Phys. Rev. D 104: 063023 (15 Sep 2021), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.063023, arXiv:2103.15834 [hep-ph] (29 Mar 2021).

Héctor y Sara nos presentan un artículo de DES Y6 que ha generado cierto eco en medios: este proyecto que estudia la energía ha descubierto 815 objetos transneptunianos (TNOs), de los que 461 son nuevos, en su cartografiado tras 6 años de toma de datos. Para los 16 objetos más lejanos (a > 150 UA, q > 30 UA) se ha estudiado su consistencia con la hipótesis del planeta 9 (o planeta X); su distribución es compatible con la hipótesis nula (es decir, va en contra de la existencia de dicho planeta). El artículo presenta los detalles de la metodología usada para la búsqueda de estos nuevos objetos.

Su sección final discute los sesgos observacionales sobre la posible relación con el planeta 9. Comentan Héctor y Sara que los autores del artículo son muy cautos a la hora de comentar sus conclusiones en este asunto, pues quieren seguir investigando el tema con DES y que no se penalice la búsqueda con LSST (Telescopio Vera Rubin). Comentan que hay una sugerente tendencia en los objetos de DES a evitar cierto ángulo (Ω = 0◦), lo que motiva la continuación del ejercicio de búsqueda del planeta 9.

El artículo es DES collaboration, «A search of the full six years of the Dark Energy Survey for outer Solar System objects,» arXiv:2109.03758 [astro-ph.EP] (08 Sep 2021). Menciona Sara que interpreta mal el resultado este artículo de Cristian Rus, «Algo hay al borde del Sistema Solar: descubren cientos de nuevos objetos afectados por una fuerza gravitacional desconocida», Xataka, 18 sep 2021.

Y pasamos a Señales de los Oyentes. Preguntan por la masa de los fotones virtuales. Contesta Alberto que los fotones virtuales no son fotones; los fotones tienen masa nula, pero los fotones virtuales pueden tener cualquier masa (un fotón virtual se puede transformar en un fotón cuando su masa se anula).

¡Qué disfrutes del podcast!



3 Comentarios

  1. Quería preguntar algo que, aunque no sea sobre los temas centrales del podcast, se menciona de pasada, sobre lo poco adecuados que son los libros de Landau y Lifshitz para aprender Mecánica clásica, que recomendarías otros más actuales. Por favor, ¿podrías nombrar alguno de los que recomendarías que sean más adecuados para un aprendizaje básico? Muchas gracias por tu dedicación a la divulgación, y la de tus compañeros de CB.

    1. ErrequeEme, me resulta difícil realizar una recomendación acorde al adjetivo «aprendizaje básico». Si te refieres a que se parte desde la física newtoniana (no es lo habitual en los libros de mecánica clásica) te recomiendo los dos volúmenes de Walter Greiner, «Classical Mechanics Point Particles and Relativity» y «Classical Mechanics Systems Of Particles And Hamiltonian Dynamics» (el segundo incluye dinámica no lineal, bifurcaciones y atractores). Si te refieres al enfoque habitual (mecánica lagrangiana y luego hamiltoniana) el clásico es el Herbert Goldstein et al., «Classical Mechanics» (que está traducido al español), cuya tercera edición incluye un capítulo de sistemas caóticos y teoría de perturbaciones. Si prefieres un libro breve pero con un enfoque atractivo, pensado para un público que no quiere cursar una carrera de Física, Leonard Susskind, George Hrabovsky, «Classical Mechanics (The Theoretical Minimum)». Pero hay muchos más… es difícil elegir, pues depende del sesgo de la elección.

  2. Ser compatible con la hipótesis nula no quiere decir ir en contra de la existencia de ese planeta, ausencia de evidencia no es evidencia de ausencia. Otra cosa es que no se pueda afirmar la existencia sin negar la hipótesis nula (incluso aunque se consiguiera, hay más requisitos).

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