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31/10/2014

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Científicos norteamericanos detectan la existencia de dimensiones adicionales

Las colisiones de neutrinos de alta energía con otras partículas corroboran uno de los postulados de la Teoría de Supercuerdas


Científicos norteamericanos han detectado por primera vez indicios de la existencia de otras dimensiones más allá de las tres conocidas. Utilizando datos del telescopio Amanda, enterrado en el Polo Sur, han podido observar una decena de colisiones de neutrinos de alta energía con otras partículas elementales, obteniendo así la evidencia de las dimensiones adicionales sugerida por la Teoría de Supercuerdas. El descubrimiento no es concluyente y encontrará nuevas oportunidades cuando se inicie en 2009 el funcionamiento de otro telescopio 30 veces más potente, el IceCube, en el que participan diversas universidades europeas. Por Eduardo Martínez.


Eduardo Martínez de la Fe
Eduardo Martínez es el Editor de Tendencias21 Saber más del autor



Instalaciones del telescopio Amanda en la Antártida
Instalaciones del telescopio Amanda en la Antártida
Analizando los datos proporcionados por el telescopio Amanda, enterrado en el Polo Sur, científicos nortemaricanos han observado las colisiones de neutrinos de una energía 10.000 veces más elevada que la de los neutrinos que emite nuestro Sol con otras partículas elementales, obteniendo así la evidencia de la existencia de otras dimensiones.

Los neutrinos son partículas elementales de masa prácticamente nula que se forman por reacciones nucleares. Mientras que el Sol y otros fenómenos cósmicos producen neutrinos de baja energía, los neutrinos de alta energía se producen por cataclismos cósmicos remotos y extremadamente violentos, tales como los agujeros negros, las supernovas y el Big Bang.

Una vez formados por cataclismos cósmicos, los neutrinos de alta energía se desplazan a una velocidad próxima a la de la luz y no se detienen nunca. Al tener una masa prácticamente nula, rara vez colisionan con otras partículas, lo que les permite desplazarse en línea recta hasta los límites del Universo atravesando las estrellas, los planetas, los campos magnéticos y galaxias enteras como si realmente no existieran.

Trillones de neutrinos atraviesan la Tierra cada nanosegundo llevando consigo información crucial sobre una serie de fenómenos cósmicos y sus orígenes. Sin embargo, son muy difíciles de detectar, salvo cuando entran en colisión con un átomo. La colisión desintegra el núcleo del átomo y el neutrino se transforma en otra partícula llamada muon.

El muon así formado continúa su trayectoria y puede ser reconocido por el destello de luz que engendra. Este destello se conoce con el nombre de radiación de Cherenkov y se asemeja a las ondas producidas en el aire cuando es atravesado por una bala de pistola.

Colisiones reveladoras

Científicos norteamericanos, utilizando los datos del telescopio Amanda, han podido observar la forma en que se producen las colisiones de estos neutrinos de elevadísima energía con otras partículas subatómicas, concluyendo que podrían existir en el universo otras dimensiones, aparte de las tres que nosotros conocemos y que conforman la realidad física que nos rodea. Un exceso de neutrinos de muy alta energía, como el que se ha constatado con AMANDA, constituye en sí mismo una señal inequívoca de la existencia de las dimensiones extras, consideran los investigadores.

Aunque de momento no se han captado más que una docena de estas colisones, nunca conseguidas en los aceleradores de partículas, se espera que rastreos posteriores, tanto con Amanda como con su sucesor, el telescopio IceCube, que tendrá una resolución 30 veces mayor que Amanda, registren más colisiones de este tipo y proporcionen así una evidencia más concluyente de la existencia de dimensiones adicionales hasta ahora ocultas para nosotros.

El rastreo de neutrinos de altísima energía en el Universo y de la forman en que colisionan con otras partículas sugiere no sólo que existen realmente dimensiones hasta ahora imperceptibles, sino que admás poseen una energía mucho mayor de la que podríamos imaginar.

Teoría de Supercuerdas

La existencia de estas dimensiones extras son fundamentales para explicar la Teoría de las Supercuerdas. La Teoría de las Supercuerdas afirma que existen estas dimensiones extras, pero que serían increíblemente pequeñas, bastante más pequeñas que un átomo, ya que si fueran de mayor tamaño se habría detectado su existencia.

Pero si realmente existen, estas dimensiones adicionales deberían a su vez dar lugar a una serie de nuevas partículas con alta masa. A estas nuevas partículas se les ha asignado el nombre de “Partículas Kaluza-Klein” (KK): supuestamente se forman cuando campos de ondas se asocian a partículas ya conocidas, y viajan dentro de esas dimensiones adicionales.

Fue para demostrar la existencia de estas partículas que se han diseñado detectores que permitan estudiar a través de ellas los acontecimientos cósmicos. Teóricamente, con estos detectores se podría demostrar la existencia de estas nuevas partículas de dimensión oculta.

Uno de estos detectores es AMANDA (Antartic Muon and Neutrino Detector Array). Consiste básicamente en cuerdas sensoras de luz que se entierran a una profundidad de más de tres kilómetros en los hielos Antárticos y que se han diseñado específicamente para detectar neutrinos de alta energía.

Si la teoría de las supercuerdas es correcta y si existen las dimensiones extras, AMANDA debería detectar estos neutrinos de alta energía provenientes del centro de la Galaxia, del Sol y del núcleo de la Tierra. Y los primeros indicios de esta constatación es lo que ha obtenido de momento AMANDA, a través de las colisiones de estos neutrinos de alta energía con otras partículas elementales.

El registro de las colisiones de los neutrinos de tan alta energía en el Universo podría dar la razón a esta teoría en lo que respecta a la existencia de otras dimensiones, así como constituir una pista de investigación para la Física, ya que cada vez que los astrónomos abren una nueva puerta sobre el cosmos, aparecen cosas de las que ni siquieran sospechaban de su existencia.

Buscando neutrinos bajo el hielo antártico
Buscando neutrinos bajo el hielo antártico
El funcionamiento de AMANDA

AMANDA es en realidad un telescopio rastreador de neutrinos instalado por la Northeastern University y la University of California, de Estados Unidos, en el Polo Sur. Su función ha consistido, desde el año 1997, en captar y registrar las presencias en el universo de muones y neutrinos.

AMANDA consiste en un detector formado por 677 sensores ópticos del tamaño de una pelota y circulares. Este telescopio rastreador de destellos de energía se encuentra hundido en el hielo, y los sensores están suspendidos en cables de fibra óptica como si fueran las cuentas de un collar. AMANDA es cilíndrico, mide 500 metros de alto y 120 de diámetro.

Cuando uno de estos poco comunes neutrinos de alta energía choca con otra partícula, como un protón o un neutrón, surge un muón, y entonces se genera una estela similar a un “flash” luminoso, de la mencionada radiación azul de Cherenkov.

Esta radiación es de tipo electromagnético, y se produce al paso de partículas por un medio, a velocidades superiores a la de la luz. Es una onda de choque que produce un brillo azulado. Recibe su nombre del físico Pavel Alekseyevich Cherenkov, que fue el primero en describirla y caracterizarla con rigurosidad. La estela producida en el choque es captada por Amanda gracias a los sensores ópticos que forman el peculiar telescopio.

Los resultados de esta investigación ha sido publicados en la revista Physical Review Letters. La versión íntegra del trabajo se encuentra en Arxiv. La Northeastern University ha publicado asimismo un interesante comunicado sobre el descubrimiento.

Hielo profundo

Para registrar neutrinos de esta energía y sus colisiones con partículas elementales, es preciso vigilar un volumen gigantesco de una sustancia que sea transparente y que esté al oscuro. Sólo así es posible detectar la radiación de Cherenkov que deja a su paso un muon.

En un primer momento se pensó en el fondo del mar para detectar estos destellos cósmicos y se instaló un telescopio en 1980 en las profundidades oceánicas de Hawai. Sin embargo, las condiciones meteorológicas y la inestabilidad marina frustraron el proyecto.

Fue de esta forma que se pensó que el hielo era ideal para el experimento, lo que llevó a la construcción de la primera generación de detector antártico de muones y neutrinos (AMANDA). La Segunda generación es el IceCube, que dispondrá de 5.000 detectores fotomultiplicadores encajados en más de un kilómetro cúbico del casquete polar, entre 1.400 y 2.400 de profundidad.

Este entorno no sólo está en total oscuridad, sino que debido a la presión, todas las bolsas de aire y otros elementos perturbadores han sido expulsados, lo que permitirá disponer de una transparencia igual a la del cristal. Las posibilidades de estudiar así los neutrinos de altísima energía y de verificar la existencia de otras dimensiones se multiplican, al igual que la aparición de posibles descubrimientos inesperados.

El IceCube estará terminado en 2009 y se instala por iniciativa de la Universidad de Wisconsin con fondos (295 millones de dólares) aportados por la National Science Foundation (NSF) de Estados Unidos, junto a diversas universidades europeas de Suecia, Bélgica, Alemania, Reino Unido y Holanda.


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Domingo, 29 de Enero 2006
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Nota



Comente este artículo

1.Publicado por Un físico el 30/01/2006 12:49
Es realmente interesante este descubrimiento, pero en este artículo no se explica nada bien en qué consiste, es decir, qué es lo que parece indicar la existencia de dimensiones extras. Concretamente esta frase, cuya idea se repite varias veces en el artículo, \" Un exceso de neutrinos de muy alta energía, provenientes de la dirección del Sol, sería una señal inequívoca de la existencia de las dimensiones extras, consideran los investigadores.\", es erronea. Los investigadores no pueden pensar eso, pues los neutrinos de muy alta energía, no son significativos por sí solos, son un producto natural de ciertos procesos del Universo. Lo que puede indicar la existencia de dimensiones extras es, tal y como se explica en el artículo original, la desviación respecto a los cálculos teóricos de las cantidades relativas de neutrinos \"up\" y \"down\" detectados, hecho que podría ser explicado efectivamente mediante la teoría de cuerdas, que es en la que se postula la existencia de dimensiones extras.

2.Publicado por Julian el 30/01/2006 15:55
Con respecto a lo que dice el anterior lector, creo que lo que dice el artìculo explica de manera comprensible lo que dicen textualmente los investigadores, es deicr, que la diferencia entre las cantidades de neutrinos de alta y baja energía es lo que señala la existencia de otras dimensiones. para mí es lo mismo que decir que "un exceso de neutrinos de alta energía es una señal inequívoca de la existencia de dimensiones extras...

3.Publicado por DIAZ SARAVIA el 10/01/2008 23:02
me encantaria saber mucho mas

4.Publicado por perez cueva el 01/03/2008 04:10
no se si las dimensiones existen pero quisiera investigarlo pero todavid soy joven ,pero si existen, en el futuro lo utilizaran como un proyecto de viaje. eso solo lopienso pero devuelta me pongo apensar lobre los ovnis, seran peligrosos no lo se, pero quisiera tener contactos con esas criaturas y tambien viajar en las dimensiones. solo quisiera tener la oportunidad de saber si existen esas cosa pero tambien me pregunto si existen los ovnis y existimos nosotros. cada especie tendran su dios eso para mi es un enigma. adios, pero eso si prometo encontrar todas las respuestas del espacio y resolvere el problemas de los ovnis adiossssssssssssssssss

5.Publicado por Bernal el 28/03/2008 13:06
Para meditar:
Siete dimensiones, siete estados de vibración, siete notas músicales, siete colores.

6.Publicado por Rojas Arriagada el 26/05/2008 23:39
Me parece muy interesante la teoría de cuerdas, la verdad creo que se esta cerca de lograr un gran acontecimiento y pienso que por medio de estos experimentos se pueden lograr algunas respuestas, tal ves concluyentes respecto a la teoría de cuerdas y la existencia de otras dimensiones.
Para ver si los sigo en lo que plantean, basándonos en la teoría de cuerdas y suponiendo que podemos ver el enérgico caos de ese micro mundo en donde se dan todas las posibilidades. Se podrían interpretar esos acontecimientos como otras dimensiones, la pregunta que me formulo es, ¿nuestra mente esta preparada para comprender acontecimientos de esa naturaleza?, quiero pensar que si y según los cálculos si estamos capacitados para comprenderlo. Ahora bien esto demostraría que la existencia de las cuerdas y tal ves otras dimensiones.
Otras preguntas, ¿las cuerdas serán divisibles también?, ¿es un flojo de energía al igual que un flujo de plasma en un gas inerte?, ¿de que forma se unen para formar las partículas intermedias hasta llegar al átomo?.
Tengo la idea de que si pudiéramos ver el universo desde los confines mas lejanos, lograr pasar la primera partícula emitida en el big bang y lograr alejarnos lo suficiente de modo de poder ver el cosmos en plano general. Tal ves se trate de una cuerda vibrante unida a cientos de millones de millones unidas a otras y si seguimos alejándonos mas y mas nos daremos cuenta que volvemos a ver el átomo siguiendo un viaje cíclico y eterno.
Tal ves los hoyos negros puedan darnos esas respuestas, tengo la impresión de que es tal la masa y su gigantesca acción gravitatoria que tengo la impresión de que allí esta ese micro mundo que da paso a otro universo en otra dimensión.

7.Publicado por sanabria el 15/06/2008 01:12
La teoria de supercuerdas como se miraba venir es la teoria del todo, yo apoyo esta teoria, me baso en la formulcion en su estructutura en la majia que hace todo encaje como por ejemplo desde como el ultimo limite, por asi decirlo, del inicio del universo dede ese momento en donde se desarrolla esa evolucon de ese estado de Calaby - Yaun donde esplica el rasgado de ese espacio y en donde evoluciona, dejando salir solo las cuatro dimenciones opservables y desde alli asta el momento actual donde vemos lo que vemos.
Este descubrimiento es un gran paso para la teoria, la teori del todo.

8.Publicado por blanco el 05/08/2008 03:00
yo creo q stas dimensiones tienen algo q ver con el triangulo de las bermudas.creo q el triangulo de las bermudas es una entrada a ciertas dimensiones.

9.Publicado por Pineda Perez el 22/08/2008 14:35
Un exceso de neutrinos puede significar algo diferente a la prueba inequivoca de la existencia de mas de tres dimensiones fisicas, y nó como pretenden los cientificos del articulo, puede indicar por ejemplo que los modelos utilizados para hacer las estimaciones de neutrinos estan errados, y no se corresponden con lo que estan obteniendo experimentalmente.
recordemos que la teoria de cuerdas es un modelo matematico que intenta explicar como se comporta la naturaleza, este modelo usa elementos matematicos que tienen mas de tres dimensiones, pero es solo un modelo, los resultados que se obtienen pueden coincidir con los datos experimentales no importando el tipo de elemento matematico que se use (por ejemplo vectores, matrices, laplacianos, jacobianos), de allí intentar interpretar fisicamente que el universo debe tener mas dimensiones porque los elementos que se utilizan del modelo los tiene no necesariamente sea cierto.

10.Publicado por wlfredo sanabria el 29/11/2008 18:36
El descubrimiento de la existencia de los neutrinos, le da mas fuerza a la veracidad teoría de cuerdas o a sus evoluciones.

11.Publicado por Inés el 10/02/2009 20:02
Disculpame que te corrija Bernal, pero las notas musicales no son 7, en nuestros sistema de afinación, son 12, pero en otros sistemas como por ejemplo en la música de la India son inclisive más, ya que ellos utilizan los cuartos de tono. Con todo respeto, coincidencias hay muchas, pero deberíamos agradecer que hay científicos que dejan su vida para demostrar lo que nuestras emociones creen saber que existe. Dediquémosnos simplemente a leer el artículo y a aprender.

12.Publicado por Gaspar Rojas Arriagada el 11/02/2009 17:57
Lo extraño es que la oscilación de neutrinos son bastante activas, pues bien si estos tienen una pequeña masa casi nula “según los experimentos” por que sus oscilaciones llegan casi a la velocidad de la luz y para ello se requiero mucha energía no.

13.Publicado por carlos el 07/07/2009 10:52
De acuerdo !! supongamos que existen otras 6 dimensiones, o infinitas, mi pregunta es la siguiente.
Antes de planificar el estudio cientifico, que casi siempre es para provecho ajeno a la humanidad, pregunto: ¿Se podrá primero poner un poco en orden este planeta en sus tres dimensiones? porque es evidente que no manejamos esto y pretendemos entender el cosmos. Les agradesco todo vuestro espiritu de investigación pero a mi no me interesa y supongo que a muchos tampoco, solo que no se dan cuenta y quedan enganchados, se habla de colonizar Marte y ni siquiera puden pasar un tiempo en la luna, no solo con el poder material que poseen sino aun con la neurótica codicia que les nubla los sentidos y la propia alma y el afan de tener mas que los demas (complejo de inferioridad) aun así no logran llegar a la esquina.
Un consejo a los lectores ávidos de mística? comanse un buen plato de fideos con tuco y busquen por dentro del ser y sus emociones naturales, porque el saber muchas veces se utiliza para confrontar los egos (Practica de los cientificos y deidades matemáticas terrestres) y se parece a la acumulacion desmedída de bienes.
Reflexionen, sean libres, descubran la naturaleza y piensen que moriremos con mayor número de enigmas que de respuestas, no crean en la inantil arrogancia de los que solo nos llevan un metro de ventaja; solo que para el otro lado Ja Ja Ja !!! chau me voy a tomar un café con leche AAAAAHH que rico!!!

con verdadero afecto carlos.


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