¿'La teoría del Big Bang' acertó en la ciencia? Una lección de supersimetría y clase económica

  • Jacob Hoover
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Dicen que la vida imita al arte, pero la flecha va en ambos sentidos. Con mucha más frecuencia, el arte imita la vida. Eso es lo que sucedió en un episodio reciente del exitoso programa de televisión "The Big Bang Theory". En el episodio, "La polarización de la confirmación", Sheldon y Amy reciben un correo electrónico de Fermilab. Dos científicos habían confirmado la teoría de Amy y Sheldon llamada Super Asimetría. Los investigadores estaban estudiando una partícula subatómica llamada kaones y la medición y predicción (cómo debería comportarse en teoría) no estaban de acuerdo. Llamaron a su medición un fracaso hasta que se dieron cuenta de que el artículo de Amy y Sheldon, publicado solo unos meses antes, explicaba la discrepancia. Los dos investigadores volaron (en economía más ... más sobre eso más adelante) a Caltech para conocer a Amy y Sheldon..

Los científicos del Fermilab están buscando un premio Nobel y, como no más de tres personas pueden recibir el premio, están tratando de eliminar a Amy de la escena. Le dicen a Sheldon que si logra que el presidente de Caltech los nomine a los tres para el Nobel, combinado con la nominación del director del Fermilab, tendrían un caso sólido para recibir el honor. Sheldon decide que si Amy no está incluida en la nominación, él tampoco quiere estar en ella y se lo dice al presidente, quien explica cómo esto resultará en una pelea con Fermilab; añade que les respalda. El episodio termina con la situación sin resolver..

Así que este episodio me llamó la atención porque ... bueno ... Fermilab. Fermilab es un lugar real. Conduzco hasta allí todas las mañanas en Batavia, Illinois. Y es un lugar fantástico para trabajar si te fascina el mundo subatómico, que soy yo, y eso significa que puedo conducir al trabajo todos los días con una sonrisa. Pero pensé que la gente podría estar interesada en saber qué era verdad y qué no en este episodio. [Imagen: Dentro de los mejores laboratorios de física del mundo]

Permítanme comenzar diciendo que me gusta mucho "The Big Bang Theory". Y los escritores intentan no alejarse demasiado de la ciencia real en sus episodios. De hecho, David Saltzberg de UCLA es un colaborador mío de investigación y un consultor científico para el programa. Se asegura de que los escritores no incluyan ningún tema científico que sea demasiado extravagante y de mala reputación..

Algunas personas se quejan de cómo el programa representa a los científicos de una manera caricaturesca, y hay algo de verdad en las críticas. Sheldon está muy por encima y la mayoría de los científicos no actúan así. (Aunque, a decir verdad, conozco a una sola persona que me recuerda a Sheldon. Me niego a identificarlo con el argumento de que todos los que lo han conocido están de acuerdo conmigo). Leonard es mucho más fiel a la vida, aunque incluso su El personaje es un poco más desorientado socialmente que la realidad. Los científicos son en su mayoría personas bastante normales, con vidas normales. Simplemente son inteligentes y están muy concentrados en su trabajo. (O, supongo, podría parecerme más a Leonard de lo que me gustaría admitir. Me niego a preguntarle a nadie porque no quiero saber la respuesta).

Entonces, ¿cuánto suena cierto el episodio? Para empezar, no existe una teoría real llamada Super Asimetría. Sin embargo, existe una teoría llamada supersimetría, que es una extensión muy popular del modelo estándar de física de partículas, nuestra mejor teoría actual de la materia subatómica. Si bien no ha habido una confirmación experimental de la supersimetría, que propone que cada partícula identificada en el modelo estándar tiene un socio supersimétrico, se considera bastante bien que existen más de 10,000 artículos científicos sobre el tema. Entonces, excepto por la licencia poética sobre el cambio de nombre, les daremos esa. [La teoría del Big Bang: cómo comenzó el universo]

¿Qué tal el experimento? ¿Podrían dos tipos de un laboratorio como el Fermilab confirmar una teoría como la súper asimetría usando kaones? Bueno, ciertamente es posible que las mediciones directas de kaones no estén de acuerdo con las predicciones y que se necesite una nueva teoría para explicar esa discrepancia. Entonces, les daremos ese. Pero los grupos experimentales modernos tienen más de dos personas en ellos. Mi propio grupo de investigación (que está probando diligentemente la idea de la supersimetría del mundo real) involucra a unos 3.000 científicos de todo el mundo. Este grupo experimental, denominado Compact Muon Collaboration, o CMS, utiliza datos recopilados en el laboratorio del CERN en Europa. El CERN es el laboratorio hermano del Fermilab y alberga el Gran Colisionador de Hadrones, que acelera los haces de protones hasta casi la velocidad de la luz, chocando con ellos dentro de un aparato científico de 5 pisos de altura, llamado detector CMS..

La colaboración CMS está compuesta por científicos de aproximadamente 200 institutos de investigación. El grupo Fermilab CMS está formado por unos 100 científicos e incluso más ingenieros, técnicos y profesionales de la informática. Si CMS descubriera la supersimetría, el crédito no iría a solo dos investigadores de Fermilab.

¿Y qué pasa con el premio Nobel??

Ciertamente, es cierto que recibir el Premio Nobel es el objetivo secreto de cualquier físico. Pero hubo muchos errores en la descripción del episodio de televisión. Por ejemplo, el artículo de Amy y Sheldon se había publicado solo unos meses antes y solo había una medición que confirmaba el hallazgo. Eso no se parece en nada a cómo sucedería realmente. Para empezar, hay cientos de artículos escritos que predicen nuevos fenómenos físicos. Se necesita bastante tiempo para comparar la predicción con los datos; y se necesita aún más tiempo para descartar todas las demás predicciones. Además, si la Super Asimetría fuera real, haría predicciones que tendrían que ser confirmadas con otras mediciones. Todo ese trabajo tomaría mucho tiempo. Pero atribuyémoslo al "tiempo de la televisión", como en los programas de televisión de CSI cuando se realiza una prueba de ADN en 10 minutos. Entonces, generosamente les daré este.

Una gran parte de la trama se centra en quién obtendría el Premio Nobel, si fuera otorgado. Y esta es una bolsa mixta. Es cierto que el Nobel puede llegar a un máximo de tres personas. Pero el proceso de nominación es diferente. Los miembros de la Academia Sueca de Ciencias pueden nominar, al igual que los premios Nobel anteriores y algunos profesores distinguidos a los que se les pide recomendaciones. Entonces, es posible que el director del Fermilab esté en esa lista. No sé si lo es, pero ciertamente tiene la estatura internacional para ser invitado. Sin embargo, es poco probable que el presidente de Caltech esté en la lista. Llamaremos a eso una división.

Cuando Sheldon se negó a ser nominado sin Amy, existe un precedente histórico. Para el Premio Nobel de Física en 1903, Marie y Pierre Curie habían realizado un extenso trabajo en el campo recién descubierto de la radiactividad. Dada la época y el estatus de la mujer en ese momento, la nominación inicial fue solo para Pierre, a pesar de que Marie era la líder intelectual de la pareja. Pierre escribió al comité y se negó a ser nominado sin que Marie fuera co-nominada. Él se impuso y los dos compartieron el Premio Nobel con Henri Becquerel, otra leyenda de los primeros estudios de radiación. Entonces ese aspecto del episodio sonó muy cierto.

El episodio tenía una mezcla de ficción, verdad y casi verdad, pero me hizo preguntarme qué tipo de investigación en Fermilab podría obtener el Premio Nobel. Mirando hacia el pasado, está el descubrimiento en 1995 del quark top, aunque creo que es poco probable. Pero, mirando hacia adelante, hay varios experimentos que podrían calificar algún día. Actualmente en Fermilab, un experimento llamado g-2 (G menos 2) está estudiando cómo las partículas subatómicas llamadas muones se bambolean cuando se colocan en un campo magnético. Los muones son como electrones regordetes e inestables, y el comportamiento anterior medido y predicho no concuerda de una manera tentadora. El experimento g-2 establecerá si la discrepancia significa un descubrimiento. Si es un descubrimiento, bien podría conducir a un premio Nobel. Volviendo la historia al episodio "The Big Bang Theory", una explicación propuesta de la discrepancia observada actualmente es la supersimetría..

Luego hay algunos experimentos futuros. DUNE estudiará el comportamiento de los neutrinos y los neutrinos de antimateria para buscar diferencias. Si se comportan de manera diferente, podría ser la explicación de por qué el universo está hecho de materia y no partes iguales de materia y antimateria. Eso sería un Nobel. Y luego está el experimento mu2e (desintegración de muón a electrón), que busca un tipo específico de desintegración de muón. Si se observa, ese es otro Nobel.

Y, por supuesto, los científicos del Fermilab están buscando materia oscura y energía oscura, sustancias misteriosas que superan en número a la materia ordinaria en una proporción de 20 a uno y que determinarán la evolución y el futuro del universo. Esos son también terrenos fértiles para los premios Nobel. Bien podría ser que la predicción del episodio de un premio Nobel para el Fermilab se cumpla en espíritu, si no en la vida real. Si está interesado en aprender más sobre el futuro programa de investigación del Fermilab y estos posibles premios Nobel en el futuro, incluso hice un video al respecto..

Supongo que debería contarte una cosa en la "Polarización de la confirmación"eso sonó totalmente falso. Los científicos del Fermilab volaron Economy Plus. Pfffftttt ... una tontería total. Para nosotros, es el entrenador hasta el final. Si un científico viajero quiere unos preciosos centímetros de espacio para las piernas, debe compensar la diferencia. Ni siquiera deberían bromear así. Eso fue simplemente malo.

La ciencia en la televisión rara vez es exactamente correcta y eso está bien. Se supone que la mayor parte de la televisión es entretenida. Pero es bueno cuando pueden incorporar algo de ciencia real. Puede hacer que los niños se interesen por la ciencia. Se supone que esta es la última temporada de "The Big Bang Theory" y me entristecerá ver que se vaya.

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Don Lincoln es investigador de física en Fermilab. Es el autor de "El gran colisionador de hadrones: la extraordinaria historia del bosón de Higgs y otras cosas que te dejarán boquiabierto"(Johns Hopkins University Press, 2014), y produce una serie de estudios de educación científica videos. SIGUELO en Facebook. Las opiniones expresadas en este comentario son su.

Don Lincoln contribuyó con este artículo a 's Voces de expertos: opinión e información. Publicado originalmente el .




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