El misterio de la fórmula de Koide

Yoshio Koide encontró en 1981 una relación curiosa entre las masas de los tres leptones cargados, a saber, la masa de electrón, del muon y del leptón tau. Lo interesante es que se pudo predecir la masa del leptón tau con esta igualdad, conocida como fórmula de Koide:

 

 

Las masas respectivas de cada uno de estos leptones es [en física de partículas las masas se miden en megaelectrón voltio partido de la velocidad de la luz al cuadrado]:

 

 

Lo interesante, misterioso dirán algunos, es que esta combinación de números feos nos da como resultado un número racional relativamente sencillo con un error pequeño:

 

 

Como dice Francis en La fórmula de Kitazawa predice 120,611 GeV/c² para la masa en reposo del bosón de Higgs, la fórmula de Koide es considerada como pura casualidad por una gran cantidad de físicos teóricos, simple numerología. Pero no debe desestimarse nunca la posibilidad de que se nos escape algo y que case con futuras teorías más elaboradas. Un ejemplo está en las líneas espectrales de los átomos: se encontraron y se estudiaron con profundidad mucho antes de ser entendidas. Sólo cuando llegó el comienzo de la mecánica cuántica se le pudo dar una explicación razonada. Estos pequeños detalles sueltos, estos flecos, son los que hacen que con el tiempo se perfeccionen las teorías o que se produzcan cambios de paradigma.

10 chistes de partículas

1. Cree el hadrón que todos son de su colisión.

2. ¿Qué sonido hace un electrón al caer en un pozo de potencial? ¡Planck!

3. Le dice el neutrino al fotón: chaval, cuando tú vas, yo vengo.

4. ¿Por qué Heisenberg no tuvo descendencia? Porque cuando tenía la posición no tenía el momento y cuando tenía el momento no tenía la posición.

5. ¿Cómo eructa un electrón? Boooooohr.

6. Esto era un electrón y un positrón y... y nos quedamos sin chiste.

7. Soy un neutrino. Quién es. Pon pon. Llega un neutrino.

8. ¿Qué prefieres, un protón o un fotón? Hombre, los protones me atraen, pero los fotones me excitan.

9. ¿Qué le dice un quark a otro? Uuuum, qué bien sabes.

10. ¿Qué le dice un protón a un neutrón? Sigue intentándolo, algún día serás como yo.

 

Puedes leer también Unidades elementales de la vida cotidiana.

Historia de unos neutrinos muy viejos

Hace unos días me adelantaba a lo que ocurriría: están anunciando por ahí que «se han descubierto unas partículas nuevas llamadas "neutrinos"». Me lo han preguntado hoy dos alumnos y ayer un familiar. Es triste que los medios de comunicación simplifiquen tanto las cosas. Pues no, no acaban de descubrir esas particulas

Fue en 1930 cuando Pauli, en virtud al principio de conservación del cuadrivector energía-momento de la desintegración beta, propuso la existencia de los neutrinos:

\mbox{n}\rightarrow \mbox{p}^++\mbox{e}^-+\bar{\nu}_{\mbox{e}}

Y 1956 Cowan y Reines demostraron experimentalmente su existencia.

Hay tres tipos de neutrinos según el modelo estándar: electrónicos, muónicos y tauónicos.

 

Aquí no vamos a tratar de pronosticar qué va a pasar con los neutrinos superlumínicos, eso se lo dejamos a los expertos, pero sí al menos se pretenden aclarar conceptos. Y otra de las cosas de las que se está hablando es de que la teoría de la relatividad de Einstein se desmontaría por completo. No es cierto, simplemente debería ser revisada para ser modificada o integrada en una teoría más general. Dicho de otro modo, si una nueva teoría que explica el extraño fenómeno aperece, debe tener como consecuencia la teoría de Einstein cuando estos neutrinos traviesos se comporten como hasta ahora, del mismo modo que la mecánica clásica es un límite de la mecánica cuántica o la mecánica newtoniana es un límite (bajas velocidades) de la mecánica relativista.

 

Y el caso es que tenemos resultados contradictorios: en el año 1987 estalló una supernova que arrojó un haz de neutrinos, los cuales se detectaron una hora antes que la luz emitida. Se puede pensar entonces que se confirma, que los neutrinos son más rápidos, pero no es así, puesto que en un estadillo de supernova los neutrinos son expulsados anticipadamente. Pero si los resultados del experimento de OPERA son correctos, los neutrinos de la supernova habrían llegado 1000 muchos años antes [ver comentario #1]. Una contradicción interesante.

Esto es lo que les interesa a los físicos: encontrar rarezas, observaciones que hagan tambalear las teorías confirmadas. Para arreglarlas o superarlas. Así crece la ciencia. Pero mientras no se compruebe nada, hay que ser prudentes. La situación actual es la búsqueda de reproducibilidad del experimento y, en caso de confirmación, encontrar una explicación.

 

Concluyendo, los neutrinos tienen una historia de 80 años en la mente de los científicos. Los neutrinos de los que hablan los medios como novedad no existen:

 

http://khu.sh/usersong_4e807c42a1780

 

 

Libre albedrío cuántico [Cita]

«Dirac dedujo una ecuación cuántica y relativista que describía maravillosamente las juerguecitas rápidas en las que se entretenían los electrones durante sus ratos de ocio cuántico.»

SERGIO PALACIOS en La guerra de dos mundos, Editorial Manontropo.
NOTA: además de describir el comportamiento de las partículas de espín 1/2, respetando la mecánica cuántica y relativista a la par, la ecuación de Dirac es interesante porque predijo la existencia de las antipartículas.