Hablemos de gluones

[Guest]

Para ir comprendiendo la correspondencia pretendida de las cuerdas con las partículas elementales, se me ocurren varias preguntas, a tenor del siguiente artículo:


Agujeros negros y plasma de quarks y gluones vistos desde la quinta dimensión

"El grupo dirigido por el investigador Ramón y Cajal, Karl Landsteiner, del Instituto de Física Teórica --centro mixto de la Universidad Autónoma de Madrid y el CSIC-- acaba de publicar en la prestigiosa revista Journal of High Energy Physics un estudio sobre absorción en el plasma de quarks y gluones (fase de la materia que existe cuando la temperatura y/o densidad son muy altas) utilizando la física de agujeros negros.
La teoría de las interacciones nucleares fuertes o Cromodinámica Cuántica, QCD por sus siglas en inglés, presenta la todavía misteriosa propiedad de confinamiento: las partículas constituyentes de los hadrones (partículas que forman los átomos), denominados quarks y gluones, no aparecen como partículas libres en la naturaleza sino como estados ligados, en bariones y mesones (conjunto de diferentes tipos de hadrones). Sin embargo, existe la posibilidad de que los quarks y gluones entren en una fase de deconfinamiento donde se comporten como partículas libres. Esto ocurre a temperaturas muy altas, alrededor del billón de grados centígrados. Este estado se denomina plasma de quarks y gluones y se cree que estuvo presente en los diez primeros microsegundos después del Big Bang.
Estas temperaturas tan elevadas se consiguen con colisiones de iones de oro en el laboratorio Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) en Brookhaven, EE.UU. Aunque no es nada fácil comprobar que realmente se ha creado la fase de plasma, existe ya cierto consenso científico sobre la creación de un nuevo estado de la materia nuclear en estas colisiones de iones de oro que presenta muchas de las propiedades esperadas del plasma de quarks y gluones. Es más, los datos contienen también sorpresas: el plasma no se comporta como un gas (como se esperaba) sino como un líquido, y no uno cualquiera, sino el líquido más perfecto observado en la Naturaleza. La propiedad determinante de un líquido es su viscosidad y el plasma de quarks y gluones supuestamente creado en RHIC es el de viscosidad más baja nunca vista.
Sorprendentemente, esta característica del plasma de quarks y gluones puede modelizarse (realizar modelos teóricos) en teorías avanzadas basadas en la teoría de cuerdas1. La llamada correspondencia de Maldacena2 (científico argentino de la Universidad de Princeton) permite modelizar este estado (plasma) como un agujero negro (gran cantidad de masa en un espacio infinitamente pequeño) en cinco dimensiones en un espacio curvo (anti-deSitter), donde el plasma se encuentra en su frontera. Como si de un holograma se tratase, al igual que la información sobre una imagen tridimensional se puede guardar en sólo dos dimensiones, la teoría de cuerdas en cinco dimensiones contiene la información sobre el plasma en las cuatro dimensiones espacio-temporales. Por tanto el modelo se llama el plasma holográfico.
El grupo de investigación formado por K. Landsteiner, S. Montero, I. Amado en el IFT y C. Hoyos de la Universidad de Swansea, Reino Unido (antiguo estudiante de la Universidad Autónoma de Madrid) ha conseguido calcular nuevos parámetros de este plasma holográfico. El plasma es un medio absorbente donde la radiación de cualquier tipo que entra en él es absorbida. Cada tipo de radiación presenta una longitud de penetración, tras la cual queda absorbida completamente por el plasma. Estas longitudes de penetración son parámetros típicos de este medio y se han calculado por primera vez en el modelo holográfico en el trabajo mencionado. La información sobre estas longitudes de penetración es muy importante y puede servir para entender mejor las propiedades hidrodinámicas del plasma de quarks y gluones."

Ya que admitimos, que cada partícula elemental es una cuerda y a su vez que éstas, pueden unirse (las abiertas) y tangenciarse, (las cerradas), al llegar a las que forman quarks,

-¿¨Cómo consideramos a las mismas ?. ¿A unas cuerdas únicas, con sus variadas vibraciones?, o, ¿Unas cuantas diferenciadas y el resto sumas de ellas, con sus diversas vibraciones?.

Seguirán más preguntas. Quiero racionalizar los misterios de detección de campos energéticos, según las diversas teorías.

Saludos del Abuelo.

[Guest]

Aprovechando el tiempo, mientras llega, o no, la posible respuesta a la pregunta formulada, procedo a buscar la posible razón de divergencia entre la escala de Planck para las cuerdas y las dimensiones del fermi y el angström, considerados en la física estándar.

Voy a prescindir de integrales, basándome en cálculos de aproximación, que pueden seguirse por razonamientos aplicados de la física clásica.

Datos básicos de las cuatro fuerzas:

Gluones de la fuerza de color……………………….2*10^42 G
Fotones de la fuerza electromagnética…………………10^39 G
W+ , W- , Zº de la fuerza débil…………………………10^27 G
Gravitones de la fuerza gravitacional………………………….G


Considerando a los 10^-33 cm, como unidad, ésta es la distancia de la máxima manifestación de fuerza (atracción-repulsión) entre partículas. Corresponde a la de dos cuerdas en contacto.

Calculo el valor que adquirirán tales fuerzas actuantes a las distancias, 10^-15 y 10^-13 cm., o sea el angström.

-La fuerza máxima del campo de los bosones de fuerza débil de 10^-15 cm , es de 10^27 G.
Decrece hasta un orden 10^18 veces inferior. (10^-33–10^-15= 10^18 )

-La máxima del campo de los gluones, que es de 2*10^42 G, decrece hasta un orden 10^20 veces inferior. ( 10^-33 - 10^-13 = 10^20 )

Ahora tendremos que establecer las tensiones que se crean en el núcleo atómico, por los distintos vectores, en los tres casquetes esféricos considerados.

Fuerzas por compresión en el primer reducto 10^-33cm.
Cuando N Protones = 3 N quarks, se hallan en contacto, acusarán la atracción por gravitación de ellos mismos, más la de los 3*200 N/8 bosones (correspondencia de la masa conjunta de W+, W- , Zº).

Y también, la de los gluones, entre su mínima y máxima distancia, que se sumará al valor anterior.

Total, F aprox. = 6*10^6 N^2


Fuerzas de tracción en este primer reducto de 10^-33cm.
Es la fuerza máxima eléctrica repulsiva entre los N protones. La procedente de la fuerza débil, está compensada eléctricamente. Sólo se tuvo que considerar su fuerza gravítica.

El resutado, producto de masas por la inversa de la distancia al cuadrado, nos da en este caso

F = aprox. 10^39 N^2.

La diferencia entre compresión y tracción, es favorable a la última por un valor del orden superior al de 10^39, por lo que los protones se volverán locos por separarse.

Aplicación de las fuerzas de compresión, al segundo reducto de 10^-15 cm,

F = aprox. 6*10^42 N^2 .

Y la de tracción

F = aprox. 1000 N^2

La diferencia entre compresión y tracción, es aplastante a favor de la primera. Difícil lo tendrán los protones, traspasar este límite de 10^-15 cm.

Aplicación de las fuerzas de compresión, al reducto de 10^-13 cm. (Fermi).

F = aprox. 6*10^48 N^2

Y la de tracción,

F = aprox. 0,1 N^2

La diferencia entre compresión y tracción, en la periferia del Fermi, es tal, que de milagro rebasará tal límite protón alguno.

Si tales razonamientos están bien encaminados, calmaría mi afán por entender cómo unas cuerdas en la escala de Planck, pueden manifestarse una vez creados los protones, con valores de la escala cuántica.

Los protones, cuya constitución deja de ser elemental, pueden viajar por las dimensiones del núcleo del átomo, merced a las constantes interacciones entre los bosones, gluones y quarks.

Para efectos prácticos a nuestra escala macro, tal movimiento subatómico de vibración constante, se traduce como un ámbito esférico másico, de diámetro un fermi .

Saludos del Abuelo.

[Guest]

Sigo con preámbulos antes de entra en la discusión del artículo inicial de este hilo, por dar oprtunidad a que opineis.

SIMETRIAS PROPUESTAS
A)- Entre la medida longitudinal de un mol de agua y la de la cuerda elemental, existe una diferencia de una unidad seguida de 34 ceros. Treinta y cuatro órdenes de magnitud.

B) - Entre la del mol de agua y el confin observable del Cosmos, la diferencia es de una unidad seguida por 28 ceros. Veintiocho órdenes de magnitud.

Entre la mínima dimensión de A y la máxima de B, van 62 órdenes de magnitud.

El agua, tangible para nuestros sentidos, se halla pues muy cercana al centro de esta línea ideal que une el inicio del mundo subatómico y el final del Cosmos observable.

Con esta constatación de tan diversos mundos, quiero ver similitudes de sus estructuras.

En el de A, compuesto por una molécula de agua convertida en gas a las condiciones normales de presión y temperatura, según Avogadro, ocuparía 22,4 litros, que puede equipararse a una esfera de diámetro 39,3 cm. y que contiene a dos protones del H, mas dieciseis del O, con sus bosones y gluones, más 10 electrones.

Ello traducido en cantidad de cuerdas, da un total de 16*3 + 16*200 + 16*3 + 10 = 3.306 cuerdas, que evolucionan en este mundo del mol de agua, en diferentes estatus de libertad.

Unas completamente libres, como los electrones y gluones y otras con mayores afinididades de unión, como los quarks y los bosones.

Con ello tenemos establecido un cosmos en miniatura, cuyo espacio está surcado por objetos celestes, (quarks), polvo estelar, (bosones W+, W- , Zº ), radiaciones electromagnéticas (electrones y bosones) y por gluones cuya fuerza de color, la asemejamos a falta de conocer más datos a la desconocida energía oscura.

Si modificamos por agentes externos la entropía del mol, obtendremos resultados que asimismo podríamos asemejar a los que observamos en el Cosmos mayor, por también, la materia oscura.

Si os parece, aguardaré alguna intervención para seguir especulando.

Saludos del Abuelo.

[Guest]

Me permito unas comprobaciones someras, sobre la especulación de la simetría entre ambos universos.

El electrón en el átomo sigue una orbital, a velocidades alrededor de
0,8 c. Como bien sabemos, por su vibración en plano gravitacional, jamás llegará a c.

Para los quarks, más másicos que el electrón, la velocidad de oscilación en el núcleo atómico, deberá ser aún, inferior.

Como he determinado que es dificilísimo, que todos ellos se mantengan en contacto directo a los 10^-33 cm, por su repulsión eléctrica y a su vez casi un milagro, que lleguen muchos al angström, imagino que entre los bosones, los gluones y los electrones, con sus propios movimientos, provocan una constante variación de posición espacio-temporal.

Tomo una media del recorrido que realizan en un segundo. Entre la máxima expansión más probable que pueden realizar, a los 10^-15 cm y la media de la mínima, entre los 10^-13 cm y 10^-33, resulta un recorrido medio de 10^-5 cm..

Este recorrido, lo realizan las veces que les supeditan las interacciones con los electrones, según sus niveles energéticos, pero tomando la media de 10^14 Hz, correspondiente a una de las frecuencias lumínicas, nos da como velocidad media de los quarks en el núcleo, la de 10^9 cm/s, o sea,0,1 c.

Parece lógico y aceptable. Imagino que este mundo atómico, como campo tensorial de las cuerdas, al ir adaptándose permanentemente para hallar equilibrio, obliga a los electrones a variar asimismo en cada orbital, la dirección (raramente el sentido) a tomar, incluido su plano.

Así, lo que aprendimos de la nube de probabilidad, queda explicado.

Los electrones, varían en sus orbitales su excentricidad, su frecuencia y su dirección, como respuesta a las variaciones de posición de los quarks ( y viceversa), un elevado número de veces cada segundo. Debemos tener en cuenta los colores de los gluones, como afectan a los quarks.

Y la energía extra que pueden adquirir las partículas por bombardeo de fotones del exterior.

¿Nada en contra?, me asombraría.

Saludos del Abuelo.

[Guest]

En el aire permanece mi primera pregunta que refleja la duda de que las cuerdas definidas, no son precisamente una simplicidad, recurrente para derivar de ellas la constitución cósmica.
En todo caso, las complejidades más cercanas que suponemos a esta simplicidad.

Y ello, lo intuyo por los experimentos que han dado lugar a que los gluones, provocando cambios de color en los quarks, llegan incluso a quebrar a los más másicos, convirtiéndolos en otros menores.

Entonces, ¿en qué quedamos?. ¿Hay que distinguir entre las cuerdas primarias que se muestran como el quark-up, el más ligero, y las que forman los demás, hasta llegar al top?.

En este caso, deberíamos redefinir a las partículas elementales y como mínimo eliminaríamos a tales quark, superiores al up.

Y falta saber en qué van convirtiéndose los quarks con las interacciones constantes de los gluones, pasando un mismo quark de un color a otro, desprendiendo su anticolor.

Y los mesones, producto de un quak y su anti, también se destruyen emitiendo piones.

Otro indicio de que las cuerdas se rompen.

Creo que las funciones de los gluones están infradivulgadas. (Lo digo, por lo poco que he averiguado). Este es el motivo por el que me gustaría hablar de gluones, como indica el enunciado de este hilo.

Me temo que mis propuestas, a menos que alshain, las objete, van a quedar sin respuesta.

Saludos del Abuelo.

[alshain]

carlos, yo no puedo ponerme a comentar tanto y no sé si alguien va a tener paciencia de leer todo esto y ponerse a comentar.

Pero empecemos por el principio y vayamos paso a paso.

Ya que admitimos, que cada partícula elemental es una cuerda y a su vez que éstas, pueden unirse (las abiertas) y tangenciarse, (las cerradas), al llegar a las que forman quarks,

-¿¨Cómo consideramos a las mismas ?. ¿A unas cuerdas únicas, con sus variadas vibraciones?, o, ¿Unas cuantas diferenciadas y el resto sumas de ellas, con sus diversas vibraciones?.

No acabo de entender la pregunta ¿Qué significa aquí "sumas de ellas"?

Aprovechando el tiempo, mientras llega, o no, la posible respuesta a la pregunta formulada, procedo a buscar la posible razón de divergencia entre la escala de Planck para las cuerdas y las dimensiones del fermi y el angström, considerados en la física estándar.

Datos básicos de las cuatro fuerzas:

Gluones de la fuerza de color……………………….2*10^42 G
Fotones de la fuerza electromagnética…………………10^39 G
W+ , W- , Zº de la fuerza débil…………………………10^27 G
Gravitones de la fuerza gravitacional………………………….G

¿Qué significa esto y de dónde salen estos números?

Un saludo.

[Guest]

. Aceptado el merecido toque de atención, alshain. Por tu desinteresada intervención en los foros, recurro a ti abusivamente. Me alegra siempre tu intervención y por descontado, me resigno a tus silencios incuestionables.

Me doy cuenta de que estoy tocando temas, que poco interés provocan a la mayoría.
Sé, que tampoco son de tu preferencia. Desde que intenté abordar el tema de las cuerdas, me están surgiendo dudas por doquier de tal calibre, que incluso ignoro cómo realizar las preguntas indicadas escuetas.

Para más INRI, me extiendo en largos preámbulos demostrando que tampoco son esclarecedores.

Para llegar a discurrir sobre los gluones que han ingresado en un A.N. según el artículo copiado al principio, creí oportuno para todos los posibles interesados, antes, abundar sobre lo conocido de ellos y su ubicación en el átomo.

El AN, emplazado en el Cosmos, de dimensiones astronómicas, viene a ocupar un espacio semejante al del mundo subatómico. Esto es lo que intentaba comparar.

Y relacionaba para usar como datos, las cuatro fuerzas fundamentales hasta el momento pretendidamente conocidas, en base a que la gravitacional, fuera G, la más débil.
Las demás, resultan según referencias clásicas, los valores reseñados, como múltiplos de G.

Y lograba al fin entender como unas simples cuerdas unidimensionales, en la escala de Planck, llegaban a manifestarse como núcleos atómicos consistentes en escala superior.

Mi intención era que una vez lograra explicar mis razonamientos, pudieran partículas de neutrinos, o, de Zº, o, de gluones, o, combinaciones de ellas, equipararse a la desconocida energía oscura.

Y en el ínterin, comprobar la consistencia de la teoría de cuerdas.
Si lo crees oportuno, ceso en ello. Queda patente que si no intervienes, nadie más lo hará.

Siempre agradecido por tu atención, saludos del Abuelo.

[alshain]

Para llegar a discurrir sobre los gluones que han ingresado en un A.N. según el artículo copiado al principio, creí oportuno para todos los posibles interesados, antes, abundar sobre lo conocido de ellos y su ubicación en el átomo.

En tu lugar me olvidaría del agujero negro ese. No veo la relevancia para las preguntas básicas que te planteas y, además, es un tema excesivamente complejo.

Y relacionaba para usar como datos, las cuatro fuerzas fundamentales hasta el momento pretendidamente conocidas, en base a que la gravitacional, fuera G, la más débil.
Las demás, resultan según referencias clásicas, los valores reseñados, como múltiplos de G.

No entiendo de donde salen los datos, pero tampoco estoy seguro que sea relevante para lo que quieres calcular...

Y lograba al fin entender como unas simples cuerdas unidimensionales, en la escala de Planck, llegaban a manifestarse como núcleos atómicos consistentes en escala superior.

Bien, esa ese es un problema concreto y bien definido: estimar el radio de un nucleón asumiendo componentes puntuales o unidimensionales. Yo debo decir que no sé hacerlo, y sospecho dificultades ya que la interacción fuerte aumenta con la distancia. Lo que uno puede hacer es asumir la interacción fuerte transmitida por piones (fuerza residual) y aplicar el principio de incertidumbre:

dp dr ~ h

tomando dp = mc siendo m la masa del pion y dr el alcance de la fuerza. Este cálculo en órdenes de magnitud está explicado aquí. El resultado es del órden del radio del protón, como es de esperar: la fuerza residual actúa entre nucleones uniéndolos en el núcleo, por lo que su alcance no debe ser menor que el radio de un protón. Si uno asume que los nucleones no orbitan en el núcleo y que están "tocándose" en él, este cálculo es una primtiva estimación del radio de un nucleón.

Un saludo.

[Guest]

Soy optimista alshain, aprovechando todas las indicaciones de ti procedentes.
Olvido al AN, y paso de insistir en las magnitudes de las cuatro fuerzas.

Y el que digas que no sabes calcular las dimensiones nucleares, sería motivo asimismo de que abandonara por mi parte mas especulaciones, pero entiendo a lo que te refieres , cuando me facilitas una pág. Web con esquema de las variantes de tales fuerzas.

¡Cómo no!. Está en inglés. Temo no captar del todo, sin embargo creo entender que la base intuitiva usada por mí, (mediante promedios probables), se corresponde.

Evidente que la extrema complejidad del cálculo, sin conocer valores ponderados de las fuerzas intervinentes, su cantidad y aleatoria posición espacio-temporal, imposibilita la obtención de un resultado fiable.

Pero ya sabes que no aspiro a ninguna licenciatura. Me sirve perfectamente una idea burda, capaz de asemejarse a la realidad operante.

Cuando le pongo a las ecuaciones valores estimativos, reduzco por cada uno de ellos un grado de dificultad, y acabo con simples reglas de tres.

Si estas reglas de tres, al final, me dan un valor cercano a lo conocido, podría atribuirlo a la casualidad, pero como he dicho al principio, soy optimista y me alegro, como si hubiera acertado el camino.

Poco a poco, voy cuestionando la teoría de las cuerdas, que alternativamente, me sumen en euforia, tras una depresión, según lo analizado.

Queda ahora por ver mayor detalle de los atributos de los gluones en sus tres colores, para comprender como logran quebrar quarks pesados, convertir a mesones, reagruparse en quarks ligeros y cambiar el color constantemente a los nucleones.

Ya indiqué, que si esto hay que asumirlo como demostrado, únicamente los quak-up y down, deberían aceptarse como elementales. Ni los nucleones ni los mesones, ni los quark pesados, formarían parte de ellas.

Saludos del Abuelo.

[Guest]

Convencido de la falta de popularidad de este tema de los gluones, por mi cuenta he acudido al buscador de la web, bajo la denominación :"CROMODINAMICA CUANTICA".

Ante el horror de visualizar 3880 entradas, seleccioné las que estimé oportunas, sin tener la certidumbre de que lo fueran.

Con lo leido, saqué la conclusión que verdaderamente se complica el mundo subatómico en la medida que nos sumergimos en él.

La cantidad de premios Nobel logrado por destacados físicos y las posteriores comprobaciones de sus trabajos, dan gran aplomo a la Cromodinámica Cuántica.

Se continúa estudiando, bajo supuestos, que a mí personalmente, me proporcionan mayor credibilidad que lo apuntado por la teoría de cuerdas, de la cual, a excepción de una primera idea para unificar las fuerzas fundamentales, su desarrollo (o lo que capté de él), me parece muy deficiente, pareciéndome que algunos postulados son contrarios a la cuántica y a la física estándar.

Dicho esto, agradeceré, la notificación de cuales son las entradas que debería haber consultado y que me dieran mejores respuestas, o más detalles de lo trillado en gran cantidad de los vistos. (Un centenar).

Lo que parece más esperado, es el resultado de LHC para descubrir a la partícula de Higgs, con una masa no superior a 1 TeV.

Que según unos recientes estudios teóricos, parece que no sería tampoco fundamental, compuesta por otras de grandes energías.

A la vez, sospechan que la materia oscura, (datos que se esperan por lo mismo del LHC), pudiera ser otra partícula, con caractrerísticas no contempladas, que únicamente se formaran al inicio del BB. Y con los datos esperados, quizá podrían inferirse sus interacciones con la materia bariónica.

Por otro lado se cree haber hallado un mesón de cuatro quarks, contrario a todo lo descrito por la cuántica, cosa que de confirmarse, obligará de nuevo a analizar conceptos básicos.

También leí que los glubolos, se forman por gluones que acúan entre sí. Sería otra de las razones por las que me harían sospechar que la teoría de cuerdas, en realidad no nos da ninguna orientación sobre el desenvolvimiento de las consideradas ladrillos de la materia.

Su idea de formar todas las partículas por única diferenciación de la vibración de unas cuerdas unidimensionales, es demasiado vaga, respondiéndo solamente a las fuerzas fuendamentales.

Con todo lo que se va descubriendo en Cuántica, una vez estas fuerzas se alian para crear las partículas fundamentales , se acabó su desarrollo, por lo que parece que tendremos que supeditar su estudio al nuevo ámbito inferior subatómico.

Lo mismo que cuando pasamos del atómico, al quarquico.

Bienvenida sea, más información.

Saludos del Abuelo.