Podcast CB SyR 452: Transistor sináptico de muaré, Planeta 9, universo espejo de materia oscura y plasma quark-gluón

Por Francisco R. Villatoro, el 23 febrero, 2024. Categoría(s): Astrofísica • Astronomía • Ciencia • Física • LHC - CERN • Materia oscura • Nanotecnología • Nature • Noticia CPAN • Noticias • Personajes • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science ✎ 9

He participado en el episodio 452 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [Acast AAcast BiVoox AiVoox BiTunes A y iTunes B], titulado “Ep452: Neurotransistores; Planeta 9; Materia Oscura; Plasma Quark-Gluón», 22 feb 2024. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Cara A: Aclaraciones: colapso de la AMOC; transformación entre Kerr y Schwarzschild (4:00). Amautas cumple 3 años (12:00). Premios Fronteras del Conocimiento: Claire Voisin y Yakov Eliashberg (22:00). Un transistor neuromórfico basado en materiales de moiré (35:00). Cara B: Qué nos pueden decir las resonancias de transneptunianos sobre la existencia o no de un Planeta 9 (05:03). Búsqueda del Planeta 9 en el survey de PanSTARRS1 (30:17). La teoría de Sundrum et al. sobre «la materia como universo espejo» (1:01:47). La medición de la velocidad del sonido en el plasma de quarks+gluones (1:27:47). Imagen de portada realizada por Héctor Socas. Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso».

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Descargar el episodio 452 cara A en Acast.

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Como muestra el vídeo (y su continuación tras el inesperado corte) participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), José Edelstein @JoseEdelsteinGastón Giribet @GastonGiribet (solo cara B) y Francis Villatoro @emulenews. Por cierto, agradezco a Manu Pombrol @Manupombrol el nuevo diseño de mi fondo para Zoom. Muchas gracias, Manu.

Tras la presentación de Héctor, realizo una aclaración sobre el futuro colapso de la circulación termohalina en el Atlántico. Por lo que parece algunos oyentes han interpretado mal mis palabras en el episodio anterior, como si yo hubiera dicho que el colapso no se va a producir. Quizás no me expliqué bien. Mi intención era dejar claro que el nuevo artículo en Nature no implica que el colapso se vaya a producir pronto (como se ha divulgado en medios). Se presenta una simulación ultralenta durante 2200 años a partir de 1850, sin tener en cuenta el cambio climático desde entonces, que muestra que el colapso se puede producir (si se inyecta agua dulce en el Atlántico norte, por ejemplo, debido al deshielo del Ártico). Pero no se puede extrapolar dicho resultado a la situación actual. Aunque tampoco se puede concluir que no se vaya a producir el colapso.

El artículo en Nature presenta un marcador del colapso (que habrá que verificar con otros estudios) que decrece hasta alcanzar un mínimo (en el colapso) y luego crece. Los datos observacionales indican que dicho parámetro está decreciendo desde hace unos 20 años. Pero este comportamiento no se puede interpretar como que el colapso sea inminente. Podría ocurrir en décadas, o en siglos. De hecho, hay mucha evidencia observacional independiente de este estudio que apunta a que el colapso se va a producir si no actuamos para evitarlo (incluso que quizás ya sea tarde). El último informe del IPCC apunta a un colapso el próximo siglo; quizás se produzca en este siglo. Pero el nuevo artículo no ofrece información que nos permita saber cuándo se va a producir (ni siquiera si se va a producir). Este es el mensaje que yo quería transmitir.

También aclaro mi respuesta a P sobre la transformación de un agujero negro de Kerr (en rotación con momento angular finito) a uno de Schwarzschild (sin momento angular). Aclaro que la radiación de Hawking extrae energía y momento angular de un agujero negro de Kerr. Según cálculos de Don Page en 1976, el ritmo de extracción de energía y momento angular es similar; sin embargo, para el momento angular influye la diferencia entre fermiones y bosones radiados, por lo que podría llegar a cero el momento angular antes que la masa del agujero negro. Pero este proceso ocurrirá al final de la vida del agujero negro en evaporación. Así que en sus últimos instantes un Kerr podría decaer en un Schwarzschild, cuya vida sería muy corta. Aunque los cálculos de Page usan un modelo cuasiclásico que podría ser incorrecto para las fases finales de la evaporación. Comenté estos detalles en un hilo de X.

Jose destaca el tercer aniversario de Amautas, que ganó el Premio Prismas en 2023. Jose es uno de los fundadores de la plataforma, junto a Javi Santaolalla y Yoko. Ahora  Ignacio Crespo trabaja en ella como director de contenidos. No solo hay cursos sino también entrevistas y charlas tipo master classes. Jose nos cuenta muchas anécdotas de algunas entrevistas. Amautas es una plataforma muy recomendable y con mucho futuro. Te recomiendo una visita https://amautas.com/intro-cursos/ (merece la pena).

Nos comenta Jose que se ha anunciado el Premio BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas a Claire Voisin (61 años, CNRS, Francia) y Yakov Eliashberg (77 años, Univ. Stanford, EEUU) por sus aportes que relacionan las geometrías algebraica y simpléctica, adaptando y relacionando conceptos de la una a la otra. Voisin obtuvo el Premio Shaw en 2017 y el Crafoord en 2024; Eliashberg logró el Premio Crafoord en 2016 y el Wolf de Matemáticas en 2020. Jose destaca que la conexión estudiada entre ambas geometrías está basada en la simetría especular (mirror symmetry), que surgió en el contexto de la teoría de cuerdas (para relacionar entre sí compactificaciones en variedades de Calabi–Yau). En concreto, cita el artículo de Andrew Strominger, Shing-Tung Yau, Eric Zaslow, «Mirror symmetry is T-duality,» Nuclear Physics B 479: 243-259 (11 Nov 1996), doi: https://doi.org/10.1016/0550-3213(96)00434-8. Jose destaca que gracias a la teoría de cuerdas las herramientas de la física han influido de forma decisiva en las matemáticas.

Voisin es experta en la conjetura de Hodge, un problema de geometría algebraica que es uno de los Problemas Clay del Milenio dotados con un millón de dólares. Su trabajo se centró en la conjetura de Kodaira (1971), que toda variedad compleja compacta admite una estructura de Kähler si y sólo si su primer número de Betti es par. Ella encontró un contraejemplo para la conjetura de Kodaira en variedades de Kähler compactas. También demostró la conjetura de Green (1984) para sizigias en la inmersión canónica de una curva algebraica (la conjetura sigue abierta para curvas arbitrarias). Su trabajo más reciente sobre la simetría especular le ha permitido desvelar relaciones entre la geometría simpléctica y la geometría algebraica. Estos últimos resultados los que se han usado como excusa para que sea premiada junto a Eliashberg, uno de los padres de la geometría simpléctica moderna. Eliashberg fundó la geometría simpléctica moderna y la topología simpléctica, esta última en los años 1980. Pero sus contribuciones premiadas están relacionadas con la teoría simpléctica de campos, que está relacionada de forma estrecha con la geometría algebraica.

Me gusta como enfoca la noticia Ignacio Crespo: se ha premiado «la belleza, la esencia de la cultura humana, la abstracción más elevada y sofisticada, aquella con la que hemos acabado escribiendo las reflexiones más bellas y diseñando los ingenios más oníricos. Porque este premio, y este texto, son un elogio a lo inútil, que nunca es tan inútil como parecía en un principio, porque es una cuestión de tiempo que alguna de sus infinitas posibilidades encaje con alguno de los infinitos problemas que atraviesan esto a lo que llamamos “vida”.» Te recomiendo leerlo completo en Ignacio Crespo, «La Fundación BBVA premia a unas matemáticas inútiles, “sin aplicación directa”… ¡Y con razón! El último Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento a las Ciencias Básicas es un canto a la belleza de la matemática», Ciencia, La Razón, 14 Feb 2024.

Por cierto, solo 7 mujeres han recibido alguno de los 217 galardones concedidos en los seis premios matemáticos más importantes (Medalla Fields y premios Abel, Shaw, Wolf, Crafoord y Breakthrough). Dos mujeres, Claire Voisin y Maryam Mirzakhani, han recibido dos de esos premios. Voisin el premio Crafoord en 2024 y el Shaw en 2017; Mirzakhani la Medalla Fields en 2014 y, de forma póstuma, el Breakthrough en 2020. En 2023, Ingrid Daubechies recibió el Premio Wolf. Karen Keskulla Uhlenbeck obtuvo el Premio Abel en 2019. Y Maryna Viazovska ganó la Medalla Fields en 2022. Solo 7 de 217. La situación está cambiando en los últimos años. A nivel mundial se estima que el 25 % de los investigadores en matemáticas son mujeres (aunque el número de licenciadas ronda el 40 %). Todas deseamos que la situación continúe avanzando.

Me toca comentar el nuevo transistor neuromórfico basado en materiales de moiré del grupo de Pablo Jarillo-Herrero (MIT, EEUU), el físico español más firme candidato al Premio Nobel de Física. Se presenta un transistor sináptico de moiré que funciona a temperatura ambiente. El nuevo transistor neuromórfico imita las sinapsis químicas entre neuronas. Este dispositivo tiene muchas ventajas (potenciales) respecto a otros similares basados en memristores y en otras tecnologías; destacan su bajo consumo (20 picovatios) y su robustez, aunque su velocidad es baja (milisegundos). Obviamente, por ahora solo se dispone de prototipos y su posible futura fabricación masiva está aún muy lejos. El hilo de mis comentarios es mi pieza «El transistor sináptico de moiré», LCMF, 14 feb 2024.

La superred hBN/BLG/hBN se encuentra entre dos contactos eléctricos que actúan como puertas. Se caracteriza porque la capa BLG está alineada con el hBN superior formando un potencial de moiré (porque las estructuras cristalinas del BLG y del hBN son compatibles), pero está rotada unos 30 grados respecto al hBN. Entre el hBN superior y la BLG aparece un potencial de moiré que es muy robusto incluso a temperatura ambiente y actúa como un almacén de portadores, que quedan localizados en sus pozos de moiré; esta parte del dispositivo es análoga a las vesículas sinápticas de las neuronas, que acumulan neurotransmisores para su liberación en la hendidura sináptica desde la neurona presináptica hacia la postsináptica. El hBN inferior actúa como un canal para la propagación libre de los portadores, tanto electrones como huecos; desde dicho canal llegan los portadores que rellenan los pozos del potencial de moiré y a dicho canal se inyectan los portadores que son liberados desde dichos pozos, tras la aplicación de un pulso de potencial eléctrico (en la escala de los milisegundos) entre ambas puertas. La diferencia de potencial entre ambas puertas, sea ΔVTG, actúa como parámetro de control del dispositivo.

El diseño de este transistor sináptico de moiré es muy ingenioso ya que la superred hBN/BLG/hBN actúa como un trinquete. Recuerda que un trinquete es un engranaje formado por una rueda dentada con dientes asimétricos en forma de sierra y que incluye un gatillo. En función de la orientación del gatillo respecto a los dientes del engranaje el trinquete permite la rotación en un sentido y bloquea la rotación en el sentido contrario. Pero más allá de su robustez, lo más sorprendente es que funciona a temperatura ambiente (ya que las propiedades fascinantes de los dispositivos de moiré aparecen a temperaturas criogénicas). Por supuesto, hay mucha competencia entre los diferentes dispositivos neuromórficos, pues su nicho de mercado es vasto en el siglo de la inteligencia artificial, y no se puede prever cuál dominará el mercado. Pero si este nuevo dispositivo tiene un papel relevante podría ser el que llevara al ansiado galardón para Pablo. Crucemos los dedos. El artículo es Xiaodong Yan, …, Pablo Jarillo-Herrero, …, Mark C. Hersam, «Moiré synaptic transistor with room-temperature neuromorphic functionality,» Nature 624: 551-556 (20 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06791-1; más información divulgativa en Frank H. L. Koppens, James B. Aimone, Frances S. Chance, «2D materials ratchet up biorealism in computing. A transistor made from atomically thin materials mimics the way in which connections between neurons are strengthened by activity. Two perspectives reveal why physicists and neuroscientists share equal enthusiasm for this feat of engineering,» Nature 624: 534-536 (2023), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-03791-z.

Héctor nos comenta un artículo en ArXiv sobre lo que dicen las resonancias de movimiento promedio de transneptunianos sobre la existencia, o no, del Planeta 9. Muchos cuerpos transneptunianos están en resonancia orbital n:1 con Neptuno; por ejemplo, 2015 KE172 y 2007 TC434, en resonancia 9:1 con Neptuno (cada 9 órbitas de Neptuno estos cuerpos dan una vuelta); se estima que unos 104 de tales objetos están resonancia 9:1 con magnitud absoluta Hr < 8.66. El nuevo artículo restringe la existencia de un planeta con una masa entre 5 y 10 M⊕ con una órbita a cientos de UA usando dicha población de resonadores n:1. Dicho Planeta 9 podría destruir estas resonancias; si así fuera, la existencia de estos objetos refutaría el Planeta 9.

Realizan una simulación de control, sin planeta 9, con 10000 objetcos en resonancia 9:1; observan que un 41.4 % se mantiene en resonancia 9:1 después de 1000 millones de años; el 50.3 % de los objetos pierden la resonancia, mientras que solo el 8.3 % son eyectados fuera del Sistema Solar. Pero lo más interesantes son las simulaciones con Planeta 9; han probado con 81 valores diferentes para dicho planeta; su conclusión es que ninguno de ellos desestabiliza estas resonancias 9:1. Pero una hipotética población de resonadores 15:1 (o con n > 15) podría ser afectada por un Planeta 9; si se descubriera en el futuro, esta población podría servir para restringir la existencia de este planeta. El artículo es Matthew W. Porter, David W. Gerdes, …, Fred C. Adams, «Can Neptune’s Distant Mean-Motion Resonances Constrain Undiscovered Planets in the Solar System? Lessons from a Case Study of the 9:1,» arXiv:2402.00266 [astro-ph.EP] (01 Feb 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2402.00266.

Nos cuenta Héctor el resultado de la primera búsqueda del Planeta 9 en el catálogo de Pan-STARRS1. El artículo lo firman Michael E. Brown y Konstantin Batygin, quienes propusieron dicho planeta en 2021, en este caso con un tercer autor, Matthew J. Holman. No han encontrado el Planeta 9. Además, combinando los datos de Pan-STARRS1 (PS1), ZTF (Zwicky Transient Facility) y DES (Dark Energy Survey) se descarta el planeta en el 78 % del espacio de parámetros predicho por Brown y Batygin para una magnitud visible de V = 21.5; y el espacio restante para V > 21 está en regiones donde será muy difícil encontrarlo. Héctor aclara que este tipo de búsquedas requiere una hipótesis inicial sobre las propiedades del planeta 9; por ello se descarta el 78 % del espacio de parámetros usado como hipótesis inicial en esta búsqueda. Aún así, la especulación del Planeta 9 recibe un varapalo.

Héctor compara esta búsqueda con la que Nacho y él han emprendido. Destaca que Brown y Batygin han buscado en una población de objetos transitorios de unos 1000 millones durante 5 años, que tras un proceso de descarte se reduce a unos 400 millones de objetos. La búsqueda de Nacho y Héctor es muy diferente pues solo se comparan imágenes de dos días consecutivos, con lo que el número de candidatos es solo de unos cientos (en la pequeña región de cielo predicha por Héctor); a pesar de ello, empezaron con unos 200 mil objetos. Esto facilita el análisis y hace que se puedan usar técnicas de análisis más específicas.

Brown y Batygin reaccionan especulando nuevos parámetros para dicho planeta: un semieje mayor 500+170−120 UA, una masa de 6.6+2.6−1.7 M, un distancia al afelio de 630+290−170 UA, una distancia actual de 550+250−180 UA, y una magnitud en el visible de 22.0+1.1−1.4. Así el Planeta 9 sobrevive al varapalo, como no podía ser de otra forma. Pero al tener una magnitud predicha mucho menor (mucho mayor que los 21.5 que puede alcanzar la búsqueda de Nacho y Héctor) deberán recurrir a telescopios más potentes para continuar con su búsqueda (si se pretende que sea significativa). En el campo hay dos opciones, esperar al Vera Rubin, o seguir realizando búsquedas locales como la de Nacho y Héctor.

El artículo es Michael E. Brown, Matthew J. Holman, Konstantin Batygin, «A Pan-STARRS1 Search for Planet Nine,» arXiv:2401.17977 [astro-ph.EP] (31 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.17977. Héctor recuerda el artículo que se presentó en el episodio 342 (LCMF, 19 nov 2021) de Michael E. Brown, Konstantin Batygin, «A search for Planet Nine using the Zwicky Transient Facility public archive,» The Astronomical Journal 163: 102 (31 Jan 2022), doi: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ac32ddarXiv:2110.13117 [astro-ph.EP] (25 Oct 2021). [PS 29 feb 2024] Gastón nos recomienda en X el debate en la pieza de Harry Baker, «Astronomers narrow down where ‘Planet Nine’ could be hiding by playing massive game of ‘connect the dots’,» Live Science, 28 Feb 2024. [/PS].

Nos comenta Gastón un artículo en arXiv firmado por Raman Sundrum y varios colegas sobre la materia oscura como materia en un «universo oscuro», que solo influye a nivel gravitacional. La materia oscura existe, pero no sabemos lo que es (podrían ser agujeros negros primordiales, partículas masivas que interaccionan de forma muy débil, o incluso una mezcla de muchas cosas). Sabemos que la materia oscura no interacciona consigo misma, como lo hace la materia ordinaria. También sabemos que hay 5 veces más materia oscura que bariónica; cinco es un número del orden de la unidad, luego hay un problema de coincidencia entre la cantidad de ambos tipos de materia. Por otro lado, la diferencia de masa entre el protón y el neutrón (~1 MeV) es muy pequeña respecto a la escala de energía electrodébil (~246 GeV para el vacío del Higgs). Qué pasaría si esta diferencia de masa tuviera el signo contrario, el protón sería más masivo que el neutrón y no sería estable, decaería en un neutrón, que sería estable.

El nuevo artículo propone que el universo tiene dos sectores de materia simétricos, uno visible y otro oscuro, con una simetría Z2 y ambos muy similares al modelo estándar de la física de partículas. Pero en uno el protón es estable (el sector visible) y en otro el neutrón sería estable (el sector oscuro); bastaría que las masas del quark arriba y abajo, que tienen masas parecidas, cuyo orden podría estar invertido en ambos sectores. El universo oscuro sería un «universo espejo» porque es muy parecido a nuestro universo, pero con pequeñas diferencias asociadas a la rotura de la simetría Z2. El modelo de Sundrum y sus colegas se pueden enmarcar en el contexto de las dimensiones extra del espacio; pero no es necesario para ello. Por supuesto, la propuesta es muy especulativa, Gastón le da tres unicornios. Aún así es una propuesta sugerente. El artículo es Arushi Bodas, Manuel A. Buen-Abad, …, Raman Sundrum, «A Closer Look in the Mirror: Reflections on the Matter/Dark Matter Coincidence,» arXiv:2401.12286 [hep-ph] (22 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.12286.

Nos cuenta Gastón que se ha medido la velocidad del sonido en el plasma de quarks y gluones (QGP). Se han usado colisiones plomo-plomo a 5.02 TeV en el LHC con una luminosidad integrada de 0.607 nb⁺¹. Se ha logrado estimar estudiando el momento transversal promedio de las partículas cargadas emitidas en las colisiones Pb-Pb. El resulado es que la velocidad del sonido en QGP ronda la mitad de la velocidad de la luz en el vacío, con concreto, su valor al cuadrado es de 0.241 ± 0.002 (stat) ± 0.016 (syst). La temperatura efectiva del medio se estima en 219 ± 8 (syst) MeV. La velocidad del sonido al cuadrado medida a esta temperatura se alinea precisamente con las predicciones de los cálculos de cromodinámica cuántica de red (QCD). Este resultado proporciona una restricción para la ecuación de estado del QGP.

Destaco que el resultado es compatible con las predicciones del modelo estándar. Además, se trata de una evidencia directa de que se logra una fase QCD desconfinada en colisiones nucleares relativistas. Sin lugar a dudas un resultado muy interesante logrado gracias a CMS del LHC. El artículo es CMS Collaboration, «Extracting the speed of sound in the strongly interacting matter created in ultrarelativistic lead-lead collisions at the LHC,» arXiv:2401.06896 [nucl-ex] (12 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.06896.

Y pasamos a Señales de los Oyentes. Javier Benavides pregunta: ¿Las partículas y antiparticulas comparten los mismos campos cuánticos?» Contesto que sí, que el campo de un fermión de espín 1/2 tiene cuatro componentes (o campos cuánticos elementales), dos que se excitan como el fermión y dos como el antifermión. Las cuatro componentes del campo electrónico bajo transformaciones de Lorentz (o de Poincaré) se comportan como un campo (espinorial) único; así sus partículas (electrones y positrones) son excitaciones de este campo espinorial.

Thomas Villa pregunta: «¿Tiene sentido buscar significado físico a la rotación de Wick, como hicieron Hawking y Page?» Contesta Gastón que la rotación Wick es un truco matemático: describir el tiempo con una variable imaginaria, lo que transforma el espaciotiempo minkowskiano en un espacio euclidiano. Así se facilitan muchos cálculos (tanto perturbativos como no perturbativos). Comento que Hawking y Page tienen artículos en común, pero no encuentro que recurra a una rotación de Wick. Hay artículos de Hawking y Pope sobre instantones (un tipo de solitón que se usa una rotación de Wick, tanto para ecuaciones de Yang–Mills como en el caso gravitacional). Gastón comenta que Hawking y Hartle, y Hawking y Gibbons usaron instantones, en los que se usa una rotación de Wick para realizar ciertos cálculos.

Juan Manuel Cruz pregunta: «¿Podríais comentar algún día algo sobre el modelo de Wolfram?» Comenta Héctor que ya lo hicimos en el episodio 264 (LCMF, 24 abr 2020). Como no hay nada nuevo, no hay nada más que comentar.

Cristina Hernandez García​ pregunta: ¿Tiene relación esta propuesta [del universo] espejo [de Sundrum que ha comentado Gastón] con el universo ecpirótico de Turok, o con los mundos oscuros de Mark Troden y Jonathan Feng?» Contesta Gastón que no tiene ninguna relación con el universo ecpirótico de Turok y que desconoce lo que son los mundos oscuros de Troden y Feng. Aclaro aquí que Cristina se refiere al artículo «Mundos oscuros» de Jonathan Feng y Mark Trodden, publicado en Investigación y Ciencia, Nº 412, 2011, págs. 14-21 (se puede leer aquí https://archive.org/details/iyc2011/IYC412-2011-01-ene/page/14/mode/2up). Los artículos científicos citados son Alessandra Silvestri, Mark Trodden, «Approaches to understanding cosmic acceleration,» Reports on Progress in Physics 72: 096901 (2009), doi: https://doi.org/10.1088/0034-4885/72/9/096901, y Jonathan L. Feng, «Dark Matter Candidates from Particle Physics and Methods of Detection,» Annual Review of Astronomy and Astrophysics 48: 495-545 (2010), doi: https://doi.org/10.1146/annurev-astro-082708-101659. La respuesta a Cristina es que sí, que en líneas generales la nueva propuesta de Sundrum et al. se parece a la propuesta de Feng y Trodden. Sin embargo, hay grandes diferencias a nivel de detalle, pues el nuevo artículo recurre a una simetría Z2 y a la idea de que el sector visible y el oscuro se diferencia en la masa de los quarks arriba y abajo.

Roque Jose pregunta: «¿El planeta Nueve podría ser un agujero negro primordial? ¿Se podría observar el lente gravitacional desde la Tierra?» Héctor dice que ya habíamos hablado del tema en los episodio 235 (LCMF, 04 oct 2019) y 282 (LCMF, 28 ago 2020). En el primero cuando apareció un artículo en arXiv y en el segundo cuando se publicó en Physical Reviw Letters. El artículo es Jakub Scholtz, James Unwin, «What if Planet 9 is a Primordial Black Hole?» Phys. Rev. Lett. 125: 051103 (29 Jul 2020), doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.051103, arXiv:1909.11090 [hep-ph] (24 Sep 2019); más información en Morgan McFall-Johnsen, «A Fun New Paper Says Planet 9 Could Actually Be a Primordial Black Hole,» Science Alert, 30 sep 2019).

Para una masa del planeta 9 estimada de ∼ 5–15 M⊕ (masas terrestres) el radio de dicho agujero negro sería de 4.4–13.3 cm. El artículo anterior presenta la imagen de un círculo negro ilustrando dicho agujero negro (a escala 1:1 según los autores). Siendo un objeto tan pequeño y estando tan lejos de la Tierra es imposible de observar su efecto como lente gravitacional para una estrella de fondo. Héctor comenta que Loeb propuso observarlo en el caso de que se «tragara» un objeto transneptuniano gracias al fogonazo de rayos gamma que emitiría. Obviamente se requiere una serendipia inconcebible. Gastón asigna a la idea un número enorme de unicornios.

Carlos JM​ pregunta: «¿Cómo se soluciona la paradoja del abuelo en teoría de supercuerdas?» Héctor dice que no existe tal paradoja en teoría de supercuerdas. No hay bucles espaciotemporales en la teoría. Comento que la gran ventaja de la teoría de cuerdas es que es una teoría invariante Lorentz a todas las energías (la gravedad cuántica de lazos no lo es en la escala de Planck). Por ello no presenta bucles espaciotemporales cerrados, ni paradojas de causalidad de tipo abuelo. Así que no hay solución posible para un problema inexistente.

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9 Comentarios

  1. Francis, suponiendo que el planeta 9 hubiese desaparecido dejando los rastros que sirvieron para su predicción: hasta hace cuántos millones de años pudo haber sido dicha desaparición? Se ha planteado un «existió» un planeta 9 en lugar de «existe»?

    1. Ge, la predicción de la existencia del Planeta 9 (o Planeta X según quien lo nombre) se basa en observaciones actuales de cuerpos transneptunianos con órbitas de unos diez mil años, extrapoladas mediante simulaciones a cientos millones de años en el pasado (Chadwick A. Trujillo, Scott S. Sheppard, «A Sedna-like body with a perihelion of 80 astronomical units,» Nature 507: 471-474 (2014), doi: https://doi.org/10.1038/nature13156). Por tanto, el supuesto planeta 9 no pudo haber desaparecido hace más de unos miles de año y dejar la huella orbital que se observa.

      Te recomiendo el directo de Héctor Socas, «Ep15. Planeta 9. Parte 1», 18 millones de km, 24 feb 2024. https://www.youtube.com/watch?v=gsNS1ZJGOIY Entre el minuto 22 y el 35 comenta la alineación orbital observada por Trujillo y Sheppard.

      1. Me gustaría tu opinión sobre el comentario que hice a la charla de Héctor Socas: Me pregunto si se ha contemplado un cataclismo en la que un gigante helado similar a neptuno situado en una órbita de radio medio 46,7 UA aprox. Debido a la interacción gravitacional con Urano y Neptuno, fue lanzado hacia el sol dejando a Neptuno en una nueva órbita, a Urano tumbado de lado, una luna a Marte, una luna helada gigante (origen del océano) y el eje inclinado a la Tierra, a Venus patas arriba y un núcleo pelado y muy derecho producto de la absorción de su atmósfera por parte del sol en el transcurso de once años. La órbita en cuestion se obtiene con siete objetos adicionales que completan el círculo (min 27:40). Así, en un lapso medio de 64 años buena parte de las lunas de los planetas interactuantes fueron lanzadas desde la órbita mencionada. Aunque la probabilidad es ínfima, de haber ocurrido, la probabilidad de haber dejado huellas perdurables es alta. En ese caso, el planeta nueve ya tiene nombre y es Mercurio. Para diferenciarlo, podría llamarse MercurioG (de gigante) en su antigua fase de gigante de hielo.

        1. Ge, no me queda clara la conexión entre tu comentario y el Planeta 9. Supongo que te refieres a la posibilidad de que ese hipotético gigante helado tenía lunas que acabaron siendo los cuerpos transneptunianos que tienen una órbita muy elíptica aparentemente sesgada por el hipotético Planeta 9. ¿Tienes una fuente para tu propuesta? ¿Se comenta en dicha fuente la posibilidad de un sesgo orbital enorme en las órbitas de la lunas expulsadas? A priori raya lo imposible que acaben en una configuración como la observada.

          1. Hola Francis. Llevo varios días buscando y leyendo documentos que rebajen la calificación de mi hipótesis de imposible a improbable . Hay cuatro que merecen mención: (1) «Efectos dinamicos de las resonancias orbitales en el Sistema Solar». T. Gallardo. 2015. (2) “Efectos seculares y resonantes generados por el hipotético Planeta 9″. Emilio Viera. Defensa de Tesis. Octubre 2023. (3) «The Elusive Origin of Mercury». Denton S. Ebel and Sarah T. Stewart. 2017. (4) «Farfarout y los límites del sistema solar». Daniel Marin. Febrero 2021. En el primero se explican las resonancias como efectos acumulativos y hay gráficas obtenidas a partir de simulaciones a uno y mil millones de años entre las que cabe destacar el atlas de resonancias entre 40 y 100 UA y la superposición de estados orbitales en la región transneptuniana. En el segundo, que es un video muy detallado sobre la hipótesis del planeta 9 con resultados de simulaciones extensivas, el autor sostiene que debido a tres parámetros debe existir un perturbador externo en esa órbita. El tercero habla sobre análisis químicos del planeta Mercurio y se centra en la condritas para el análisis de la rareza en su composición con respecto a los planetas rocosos como Venus, La Tierra y Marte. Y por último, Daniel Marín explicando el origen de estos objetos expresa: «Cuando Neptuno migró desde su posición original a menos de 20 UA del Sol a la actual de 30 UA por culpa de las carambolas de Júpiter y Saturno lo hizo como un elefante en una cacharrería, enviando millones de objetos al exterior y al interior del sistema solar». Así que, en conclusión, la hipótesis del Mercurio gigante no está descartada del todo pero si se descarta que corresponda al perturbador externo denominado planeta 9.

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