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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 hoja. Nada indica, dicen
algunos, que sea necesario considerar una configuración diferente.

Vaya.

Las reacciones de
fusión que operan en el corazón del sol producen energía
en forma de:

• Fotones

• Neutrinos.

...Los
neutrinos interactúan muy poco con la materia, por lo que abandonan
el sol sin contratiempos. La energía en forma de fotones transita
penosamente hacia la superficie del sol, la cromosfera, al ritmo
de absorciones y reemisiones sucesivas y gracias a
la convección que reina en el astro. Cuando esta energía alcanza
la cromosfera, se emite en forma de fotones.

...En
la Tierra captamos, por tanto, módulo este retraso, fotones y neutrinos. Hasta
una fecha bastante reciente no sabíamos medir este flujo de neutrinos,
aunque cada centímetro cúbico de nuestra persona es atravesado
cada segundo, salvo error, por diez mil millones de neutrinos.

...La
medición de este flujo reveló un hecho inquietante. Solo se capta
aproximadamente la mitad de los neutrinos esperados. Es el solar neutrino
deficit, el déficit de neutrinos solares. Habrá que absolutamente
encontrar algún día una explicación a este fenómeno, pues de lo contrario
es todo nuestro conocimiento de la dinámica del sol (y de las estrellas)
lo que se derrumba.

...En
mi último libro, publicado por Editions Albin Michel, titulado "on a perdu
la moitié de l'univers", había escrito en la primera
parte que se tenía una aprehensión teórica del funcionamiento de las estrellas
considerada como satisfactoria. Pero como las cosas cambian,
en el libro siguiente deberé incluir un capítulo titulado:

On a perdu la moitié des neutrinos solaires.

...Algunos
físicos teóricos están consternados, otros encantados. En efecto,
he aquí el primer fenómeno que realmente pone
en falta a la mecánica cuántica. Habrá que volver a poner eso
en el telar.

¿Un universo, o
dos?

¿Cuáles son las
ideas especulativas en curso?

Dos primeras
referencias:
R. Foot and R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 n°11, 1° dec 1995
Z.G.Berezhiani and R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 n° 11 1 dec 1995.

...Foot
y Volkas piensan que el universo está compuesto por dos "sectores", el
nuestro y un "mirror sector", en espejo, enantiomorfo, es
decir "P-simétrico". La energía liberada
por la fusión pondría por tanto en juego a la vez neutrinos "clásicos"
y "mirrors neutrinos", neutrinos pertenecientes al segundo "sector"
(neutrinos de los tres tipos: electrónico, muónico y tauónico, y,
por supuesto, sus antipartículas). Sector, hoja, lámina: palabras
sinónimas.

...Nuestro
universo no es simétrico. Es el sede de lo que se llama
la violación del principio de paridad. Las reacciones "derechas"
no se desarrollan al mismo ritmo que sus imágenes en espejo.
Referencia clásica:
T.D.Lee and C.N.Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)

...Foot
y Volkas "simetrizan" el universo suponiendo que posee
un doble, el mirror universe, donde esta violación del principio de paridad
se efectuaría en sentido inverso. De paso, hemos construido un modelo
donde los neutrinos poseerían "hermanitos", CPT-simétrico,
utilizando la teoría de grupos.

...Véase:
"J.P.Petit & P.Midy : Geometrization of antimatter through coadjoint
action of a group on its momentum space." 3 : Twin group. [En el sitio: Geometrical
Physics B, 1-3 ], 1998.

...Existe
otro problema, que incita a considerar dos
universos en lugar de uno solo, es la ausencia de antimateria primordial
en nuestro universo. Normalmente, en su estado más primitivo el universo
estaba constituido, retomando la palabra de Steven Weinberg, por
"toda clase de radiaciones". Los fotones daban nacimiento a
pares partícula-antipartícula, que se apresuraban a ir a aniquilarse
un poco más lejos (los electrones y los anti-electrones, por ejemplo,
dotados de cargas eléctricas opuestas, se atraen). El universo
primitivo (el toho-bohu de los Hebreos) es por tanto una mezcla muy
turbulenta, donde la radiación se convierte sin cesar en materia-antimateria
y viceversa. Luego la expansión del universo baja la energía de los
fotones, que entonces ya no son capaces de proporcionar estos pares de hermanos
enemigos. El universo se despuebla entonces a una velocidad desenfrenada.
Al cabo de trece segundos, todo está jugado. Pregunta: ¿por qué estamos
aquí? ¿Por qué esta aniquilación no ha sido completa?
Respuesta: sin respuesta.

...De ahí
los algunos papeles de Andréi Sájarov, que fue el primero en
sugerir que dos universos pudieran haberse creado
al mismo tiempo, en lugar de uno solo.

A.Sakharov : "CP violation
and baryonic asymmetry of the Universe". ZhETF Pis'ma 5 : 32-35 (1967) ; Traducción
JETP Lett. 5 : 24-27 (1967)
A.Sakharov : "A multisheet Cosmological model" Preprint Institute of Applied
Mathematics, Moscow 1970
A.Sakharov : "Cosmological model of the Universe with a time vector inversion".
ZhETF 79 : 689-693 (1980); traducción in Sov. Phys. JETP 52 : 349-351 (1980)

A.Sakharov : "Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry"
in "Problems in theoretical physics", dedicated to the memory of I.E.Tamm,
Nauka, Moscow 1972, pp. 243-247

Detalle: En estos dos universos, las flechas del tiempo son opuestas.
En algunas de sus publicaciones, Andréi Sájarov evocó el
hecho de que estos "universos gemelos" pudieran ser igualmente enantiomorfos,
en espejo.

Otro enfoque
: las supercuerdas. Se trata entonces 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 en el Imperial
College de Londres).

Punto de partida
: los grupos y el modelo E8 x E8 . Referencia: "Superstrings,
a theory of everything ? ". PC.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 emerge de estas teorías concierne
un nuevo tipo de materia que no seríamos capaces de observar
directamente, pero que interactuaría con la nuestra por medio de las fuerzas
de gravitación, aunque estas partículas de shadow matter puedan actuar las
unas sobre las otras por intermedio de las otras fuerzas.

Abdus Salam:

A partir de la teoría de las supercuerdas emerge una especie
de universo que sería un doble del nuestro, pero que no podría comunicar
con él más que a través de las fuerzas de gravitación. Lo que es interesante
es que este universo determinaría la forma en que la supersimetría
sería rota en nuestro propio universo y podría aportar alguna
luz sobre los valores particulares de las masas de las diferentes
partículas.

Pero por el momento eso
no va más lejos. Las supercuerdas tampoco, por cierto.

...Siendo esto así, ¿cómo representar dos universos estrechamente imbricados
el uno en el otro y que no comunican más que a través de la gravitación?
Se puede imaginar dos parejas de jugadores equipados con gafas
filtrantes, que entonces serían incapaces de ver las piezas del otro
equipo. En cambio cada una podría adivinar la presencia de una
pieza adversa, cercana, sobre un "damero blando":

...La
pieza de materia (partida jugada sobre las casillas negras)
, no ve la dama perteneciente a la "partida fantasma" , pero
detecta su presencia por el hecho de la curvatura que ella crea
sobre el damero (gravitación). Véase a continuación:

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