Ciencia
Entre la materia y la antimateria: el CERN demuestra el comportamiento de una partícula asombrosa
El mesón 'charm' es un extraordinario tipo de bosón que puede oscilar entre partícula y antipartícula. Un artículo en pre-publicación ofrece datos experimentales que analizan este comportamiento.
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Un equipo de investigadores de la Universidad de Oxford acaba de anunciar los resultados de un experimento llevado a cabo en el CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas, Suiza) en el que muestra la primera evidencia empírica de que una partícula subatómica puede oscilar entre la materia y la antimateria. La investigación, no obstante, acaba de ser enviada a la revista Physical Review Letters y está a la espera del proceso de revisión por pares, aunque se encuentra disponible como preprint en el repositorio arXiv.
Los mesones 'charm' son un tipo de bosón que contienen un quark y un antiquark, y desde hace tiempo se conocía su capacidad para viajar con una mezcla de sus estados de partícula-antipartícula. Sin embargo, estos nuevos resultados demuestran que estas partículas atómicas pueden oscilar de forma espontánea entre ambos estados.
Esta nueva evidencia científica va a permitir a los científicos abordar algunas de las preguntas más importantes de la física sobre el comportamiento de las partículas que no se puede explicar por el modelo estándar, que es la hasta ahora teoría más robusta de la física.
Materia y antimateria
Como ya hemos comentado, los mesones charm pueden ser partícula y antipartícula a la vez, en un fenómeno conocido como superposición cuántica y que da como resultado dos partículas, pero cada una tiene su propia masa. La existencia de las dos versiones, pesada y ligera, permiten que el mesón oscile del estado da partícula al de antipartícula y viceversa.
Empleando los datos recopilados durante la segunda ejecución del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), los investigadores midieron una diferencia de masa entre las dos partículas de 0,00000000000000000000000000000000000001 gramos, o en notación científica 1×10-38 g.
No es la primera partícula descrita con este comportamiento
Según el modelo estándar, solo hay cuatro tipos de partículas que pueden convertirse en su antipartícula. Este fenómeno de mezcla se observó por primera vez en la década de los 60 en los llamados mesones 'strange' y, posteriormente, en 2006 también se demostró la oscilación de los mesones 'strange-beauty'.
"A diferencia de los mesons 'beauty', la oscilación de los mesones 'charm' es muy lenta y, por tanto, extraordinariamente difícil de medir", explica Guy Wilkinson, uno de los autores del nuevo trabajo.
"Las oscilaciones son tan lentas que la gran mayoría de las partículas se desintegra antes de tener la oportunidad de oscilar. Sin embargo, gracias a la capacidad del LHCb hemos recopilado datos suficientes como para demostrarlo".
Según los autores, este descubrimiento de la oscilación del mesón charm abre una nueva y emocionante fase en la exploración física: el siguiente paso es comprender el proceso de oscilación en sí mismo, lo que supondría un gran paso para resolver el misterio de la asimetría materia- antimateria.
«Pequeñas mediciones como ésta pueden decirnos grandes cosas sobre el Universo que no esperábamos», indica Mark Williams de la Universidad de Edimburgo. El resultado, 1×10-38g, cruza el nivel de significación estadística de «cinco sigma» que se requiere para reclamar un descubrimiento en la física de partículas.
Fuente: www.muyinteresante.es
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Ciencia
Científicos proponen una nueva teoría: La conciencia podría estar oculta en los campos eléctricos y magnéticos del cerebro
Estas señales invisibles podrían ser la clave de todo y ayudarnos a resolver el misterio de la conciencia, una de las tareas más complejas emprendidas por la humanidad.
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La naturaleza aborrece el vacío y lo mismo puede decirse de los misterios de la ciencia. Cuando nos encontramos con fenómenos que desafían nuestras teorías y leyes actuales, una multitud de hipótesis surge rápidamente para llenar el vacío. Esto es especialmente evidente en la física, donde nuevas observaciones han dado lugar a teorías como la del caos, la teoría de cuerdas y la teoría de la materia oscura fría. Sin embargo, este fenómeno también se observa en el campo de la mente consciente.
En resumen, no entendemos completamente por qué pensamos y, por ende, existimos. Muchas teorías intentan desentrañar el fenómeno biológico de la conciencia.
Algunas comparan el cerebro con un ordenador, donde las neuronas actúan como transistores. Otras sugieren que el cerebro no es algorítmico y que la conciencia podría tener una cualidad cuántica
Una teoría en particular ha ido ganando terreno durante los últimos tiempos. Esta teoría sugiere que la conciencia humana podría explicarse a través de los campos electromagnéticos, conocidos como "campos efápticos", generados por las neuronas durante los disparos sinápticos. Estos campos son los mismos que, por ejemplo, permiten que un electroencefalograma (EEG) registre la actividad cerebral.
En un artículo de opinión publicado en Scientific American, Tamlyn Hunt, investigadora asociada en psicología del laboratorio META de la Universidad de California en Santa Bárbara, explicó: "El término 'efáptico' en acoplamiento efáptico simplemente significa 'tocar'. Aunque no son muy conocidos, los efectos de los campos efápticos son el resultado de interacciones eléctricas y magnéticas básicas que alimentan nuestras células".
«Resultados experimentales intrigantes», continuó, "sugieren que estas fuerzas desempeñan un papel más importante en el cerebro de lo que se sospechaba, y tal vez incluso en la conciencia».
Hunt detalló un estudio de 2019 en el que investigadores de la Universidad Case Western Reserve en Ohio seccionaron completamente el hipocampo de un ratón. A pesar de esta separación, el equipo registró actividad que podía "saltar" a través del corte, un fenómeno posible únicamente debido al acoplamiento del campo eléctrico. Este efecto desapareció cuando las secciones estuvieron separadas por más de 400 micras.
"Fue un momento increíble," declaró Dominique M. Durand, autor principal del estudio. "Para nosotros y para todos los científicos a quienes se lo contamos"
Este efecto eléctrico podría ayudar a explicar otro problema de nuestra comprensión actual de la conciencia, basada en las neuronas: las vías normales de espigas son demasiado lentas para explicar la función cognitiva. Sin embargo, cuando se unen a la velocidad de estos efectos de campo efáptico, esa velocidad aumenta unas 5.000 veces, según otro estudio de 2020.
Aunque esta teoría está ganando terreno, aún queda mucho por descubrir. Los campos efápticos y otras teorías de la conciencia se basan en métodos computacionales, pero pocos abordan el «problema difícil» de la conciencia: cómo los procesos biológicos generan la experiencia subjetiva.
No obstante, si algo nos ha enseñado la historia de la ciencia es que esos vacíos de conocimiento, llenos de hipótesis, eventualmente se transforman en hechos comprobados con pruebas suficientes, datos y verificaciones. Resolver el misterio de la conciencia es una de las tareas más complejas emprendidas por la humanidad, pero a medida que desentrañamos las maquinaciones biológicas del cerebro, los contornos difusos de la conciencia se van aclarando.
Fuente: esquire.com
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