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El enigma del déficit de neutrinos solares.
...En la Relatividad General clásica se supone implícitamente que el universo está compuesto por una única lámina. Algunos dicen que no hay nada que indique que sea necesario considerar una configuración diferente.
Incluso.
Las reacciones de fusión que tienen lugar en el núcleo del Sol producen energía en forma de:
- Fotones - Neutrinos.
...Los neutrinos interactúan muy poco con la materia, por lo que abandonan el Sol sin dificultad. La energía en forma de fotones tarda mucho en alcanzar la superficie del Sol, la cromosfera, mediante absorciones y reemisiones sucesivas, gracias a la convección que reina en el astro. Cuando esta energía llega a la cromosfera, se emite en forma de fotones.
...En la Tierra captamos, salvo por este retraso, tanto fotones como neutrinos. Hasta fechas bastante recientes no se sabía medir este flujo de neutrinos, aunque cada centímetro cúbico de nuestro cuerpo sea atravesado cada segundo, salvo error, por diez mil millones de neutrinos.
...La medición de este flujo reveló un hecho perturbador. Solo captamos aproximadamente la mitad de los neutrinos esperados. Este es el déficit de neutrinos solares. Será absolutamente necesario encontrar alguna vez una explicación a este fenómeno, de lo contrario todo nuestro conocimiento sobre la dinámica del Sol (y de las estrellas) colapsará.
...En mi último libro, publicado por Editions Albin Michel, titulado "Hemos perdido la mitad del universo", en la primera parte escribí que teníamos una comprensión teórica del funcionamiento de las estrellas considerada satisfactoria. Pero como las cosas cambian, en el libro siguiente tendré que incluir un capítulo titulado:
Hemos perdido la mitad de los neutrinos solares.
...Algunos físicos teóricos están consternados, otros contentos. De hecho, aquí tenemos el primer fenómeno que pone realmente en evidencia las limitaciones de la mecánica cuántica. Será necesario volver a examinarlo todo.
Un universo, o dos?
¿Cuáles son las ideas especulativas actuales?
Dos primeras referencias:
R. Foot y R.R. Volkas, Phys. Rev. D, Vol. 52, n°11, 1° de diciembre de 1995
Z.G. Berezhiani y R.N. Mohapatra, Phys. Rev., Vol. 52, n°11, 1° de diciembre de 1995.
...Foot y Volkas piensan que el universo está compuesto por dos "sectores": el nuestro y un "sector espejo", espejado, enantiomorfo, es decir, "P-simétrico". Por tanto, la energía liberada por la fusión implicaría tanto neutrinos "clásicos" como "neutrinos espejo", neutrinos pertenecientes al segundo "sector" (neutrinos de los tres tipos: electrónicos, muónicos y tauónicos, y, por supuesto, sus antipartículas). Sector, lámina, capa: palabras sinónimas.
...Nuestro universo no es simétrico. Es escenario de lo que se llama la violación del principio de paridad. Las reacciones "derechas" no se desarrollan al mismo ritmo que sus imágenes en el espejo. Referencia clásica:
T.D. Lee y C.N. Yang, Phys. Rev. 104, 254 (1956)
...Foot y Volkas "simetrizan" el universo suponiendo que posee un doble, el universo espejo, donde esta violación del principio de paridad se produciría en sentido inverso. En el camino, hemos construido un modelo en el que los neutrinos tendrían "hermanos pequeños", CPT-simétricos, utilizando la teoría de grupos.
...Ver: "J.P. Petit & P. Midy: Geometrización de la antimateria mediante la acción coadunta de un grupo sobre su espacio de momentos." 3: Grupo gemelo. [En sitio: Física Geométrica B, 1-3], 1998.
...Existe otro problema que invita a considerar dos universos en lugar de uno solo: la ausencia de antimateria primordial en nuestro universo. Normalmente, en su estado más primitivo el universo estaba constituido, para usar la palabra de Steven Weinberg, por "todos tipos de radiaciones". Los fotones daban origen a pares partícula-antipartícula, que se apresuraban a aniquilarse más adelante (por ejemplo, los electrones y los positrones, con cargas eléctricas opuestas, se atraen). El universo primitivo (el caos de los hebreos) era, pues, una mezcla muy turbulenta en la que la radiación se convertía constantemente en materia-antimateria y viceversa. Luego, la expansión del universo reducía la energía de los fotones, que ya no podían generar estos pares de hermanos enemigos. El universo se vacía a una velocidad vertiginosa. Al cabo de trece segundos, todo estaba decidido. Pregunta: ¿por qué estamos aquí? ¿Por qué esta aniquilación no fue completa? Respuesta: no hay respuesta.
...De ahí los pocos artículos de Andréi Sakharov, quien fue el primero en sugerir que podrían haberse creado dos universos al mismo tiempo, en lugar de uno solo.
A. Sakharov: "Violación de CP y asimetría bariónica del universo". ZhETF Pis'ma 5: 32-35 (1967); traducción JETP Lett. 5: 24-27 (1967)
A. Sakharov: "Un modelo cosmológico de múltiples hojas". Preimpreso del Instituto de Matemáticas Aplicadas, Moscú, 1970
A. Sakharov: "Modelo cosmológico del universo con inversión del vector temporal". ZhETF 79: 689-693 (1980); traducción en Sov. Phys. JETP 52: 349-351 (1980)
A. Sakharov: "Estructura topológica de las partículas elementales y asimetría CPT" en "Problemas de física teórica", dedicado a la memoria de I.E. Tamm, Nauka, Moscú, 1972, pp. 243-247
Detalle: En estos dos universos, las flechas del tiempo son opuestas. En algunas de sus publicaciones, Andréi Sakharov mencionó la posibilidad de que estos "universos gemelos" también fueran enantiomorfos, espejados.
Otra aproximación: las supercuerdas. Se trata de sugerencias formuladas por Schwarz (Caltech), Green (Queen Mary College) y el premio Nobel Abdus Salam (Director del Centro de Física Teórica de Trieste, profesor del Imperial College de Londres).
Punto de partida: los grupos y el modelo E8 x E8. Referencia: "Cuerdas super, una teoría de todo?". P.C.W. Davis & J. Brown, Cambridge University Press, 1988.
John Schwarz:
La segunda simetría E8 se refiere a otra especie de materia, que a menudo se llama materia sombra (shadow matter). Los objetos formados a partir de este constituyente serían totalmente invisibles para nosotros.
Michael Green:
Una de las predicciones que surge de estas teorías concierne un nuevo tipo de materia que no podríamos observar directamente, pero que interaccionaría con la nuestra mediante la fuerza de gravedad, aunque estas partículas de materia sombra podrían actuar unas sobre otras a través de otras fuerzas.
Abdus Salam:
De la teoría de cuerdas super se desprende una especie de universo que sería el doble del nuestro, pero que no podría comunicarse con él más que a través de la fuerza de gravedad. Lo interesante es que este universo determinaría la forma en que la supersimetría se rompería en nuestro propio universo y podría aportar alguna luz sobre los valores particulares de las masas de las diferentes partículas.
Pero por ahora no va más allá. Las supercuerdas tampoco, de hecho.
...Dicho esto, ¿cómo representar dos universos estrechamente entrelazados entre sí y que solo se comunican a través de la gravedad? Podemos imaginar dos equipos de jugadores con gafas filtrantes, que entonces serían incapaces de ver las piezas del otro equipo. Sin embargo, cada uno podría adivinar la presencia de una pieza adversaria cercana sobre un "tablero flexible":
...La pieza de materia (juego en las casillas negras) no ve la dama perteneciente a la "partida fantasma", pero detecta su presencia por la curvatura que crea sobre el tablero (gravedad). Ver a continuación:
../../../bons_commande/bon_global.htm