Neutrinos y las 11 dimensiones

Es claro para muchos físicos que una explicación común para la teoría del big bang, la materia y las dimensiones extras, daría respuesta en parte a ciertas preguntas humanas: ¿Que somos? ¿De donde venimos?¿A donde vamos?

En los últimos años experimentos realizados a altas energias (10¹⁶ millones electrón voltios), demostraron que las fuerzas electromagnéticas, la fuerte y la débil, obedecían las mismas leyes. Desde entonces se postula que, a 10¹⁹, todas las fuerzas de la naturaleza -incluyendo la gravedad- obedecerían las mismas leyes (Teoria del todo).

La puja por construir colisionadores de potencias elevadas como las LHC-CERN, tiene en parte sus orígenes en las interrogantes anteriores.

Desde otra instancia, Lisa Randall (U. de Harvard), tiene una teoria revolucionaria para comprender la elusiva gravedad.

Ella piensa que esta desarrolla una fuerza enorme en la 11 dimensión, a consecuencia de lo cual, sus efectos son relativamente débiles en nuestro universo demostrando interrelaciones interdimensionales y que la resolución de ciertos problemas de nuestro universo están fuera de el.

La Dra. Lisa Randall (U. de Harvard) comenta sobre la inmensa fuerza que, según su teoría, desarrolla la gravedad en la 11 dimensión, a consecuencia de lo cual, sus efectos son relativamente débiles en nuestro universo (en inglés)[FLASH]94[/FLASH]

La teoría de las supercuerdas plantea la existencia de un espacio-tiempo con 11 dimensiones, un hecho que de probarse cambiaria la física, porque las dimensiones extras, podrían albergar universos sin electrones, sin protones, sin o con otro tipo de humanos, con leyes físicas diferentes a las nuestras.

Un paso inicial en la demostración de dimensiones extras la dieron en el 2005 Heinrich Päs (U. de Dortmund/Alemania), Sandip Pakvasa (U. de Hawaii) y Thomas J. Weiler (U. de Vanderbilt), al predecir peregrinaciones extradimensionales de neutrinos anómalos.

En el Fermi National Accelerator Laboratory/Batavia/USA, se intenta probar la existencia de dimensiones extras (Fermilab's MiniBooNE study), mediante la detección de neutrinos anomalos (sin carga y muy poca masa), formados en reacciones nucleares y decays de partículas (electron, muon, tau: Oscilantes entre un sabor a otro, mientras viajan). Particulas detectadas mientras se observaba la transformación de un rayo de muon-neutrinos (nm) en electron-neutrinos (ne), generados e intuidos por la presencia de un inesperado número alto de partículas en rangos de baja energía (debajo de 475 millones de electrón voltios). No existiendo explicación para este exceso de baja energía, se ha hipotetizado que estos neutrinos saltan hacia afuera y dentro de las dimensiones extras, los mismos que interactuando con otras particulas a través de la gravedad, viajarian hacia adentro y fuera de las branas por bypasses de las dimensiones extras.

Se espera que el nuevo detector del Fermilab -un tanque criogénico lleno con 170 toneladas de Argón liquido- detecte neutrinos anómalos, a bajas energias con mayor precisión, permitiendo distinguir las interacciones del electrón-neutrino con otros eventos, determinando si realmente existe un exceso de oscilaciones a bajas energias (A New Neutrino Hunt).

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Nota del editor

En la actualidad dos teorías dominan el pensamiento de la física: La teoría de la mecánica cuántica, que se ocupa de las partículas pequeñas, y la teoría gravitacional, que explica las partículas grandes. Físicos y matemáticos intentan unificar ambas en una sola teoría cuántica, llamada teoría de cuerdas, que se espera cubra las cuatro fuerzas (la fuerte, la débil, la gravedad y el electromagnetismo).

Esta teoría trata de explicar al universo en término de pequeñas "cuerdas" vibrantes que representan las partículas fundamentales postuladas en la Teoría Estándar de la física de partículas, con los bososnes, que son partículas portadoras de fuerza como los fotones, y los muones, partículas que forman a la materia, como el electrón.

Estas cuerdas son entidades de la mecánica cuántica que pueden existir en diferentes estados. Pueden ser cerradas o abiertas y pueden presentar distintas modos de vibración. Los distintos estados de vibración de las cuerdas corresponden a las partículas.

Para dar explicación o sustento a estas cuerdas, otra teoría, llamada de super-cuerdas, postula que espacio y tiempo existen en diez dimensiones. Seis de estas diez dimensiones son muy compactas: Están "enrolladas" entre ellas en muy pequeña escala (10^-33 cm). Las otras cuatro son lo que tradicionalmente llamamos espacio (las tres dimensiones espaciales) y el tiempo.

La teoría de las supercuerdas llama la atención de los físicos actualmente, pero los deja con grandes interrogantes, ya que falla al intentar explicar ciertas observaciones cosmológicas, lo que ha motivado a los matemáticos y físicos teóricos a buscar nuevos postulados.

Si se encuentra una explicación, la teoría de cuerdas probablemente incluya el concepto de simetría, para indicar que todas las posiciones en tiempo y espacio son descritas por los mismos principios de la física. Esta explicación también podría agregar nuevas dimensiones del espacio que forman un espacio compacto, como la de supercuerdas, la teoría M, etc.

No diez, sino infinitas dimensiones

La idea detrás de las multiples dimensiones, es una interpretación de la mecánica cuántica. Esta interpretación -también conocida como Muchos Mundos (Many-worlds interpretation o MWI), formulación de estado relativo, teoría de la función de ondas universal, universos paralelos, intgerpretación de muchos universos- niega la realidad objetiva del colapso de la función de ondas, explicando en cambio la apariencia del colapso de la función de ondas mediante el mecanismo de la de-coherencia cuántica.

MWI supone explicar las paradojas de la teoría cuántica, ya que cualquier posible resultado para cada evento existe en su propio "mundo". En términos simples, esto sugiere que hay un inmenso, quizás infinito, número de universos y que todo lo que podría ocurrir en nuestro universo (pero no ocurre) si sucede en otros universos.

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Fuente: vmechanm.blogspot.com