¡Espero que no! Los físicos teóricos tienden a llamar mucho la atención del público, ya que pueden darnos ideas tremendas sobre nuestro Universo. Y la imagen del Universo que los teóricos han armado es más extraña de lo que podríamos haber imaginado … pero todo proviene de datos de experimentadores y observadores, y el ingenio y la extraordinaria habilidad de los experimentadores es aún más sorprendente que la gestalt de los teóricos. juntar.
Quizás la mejor historia para contar es esta. En 1930, el gran físico teórico Wolfgang Pauli se dio cuenta de que se requería una partícula nueva, neutra, sin masa o muy ligera para la conservación de la energía en la desintegración radiactiva. Dijo que este era un “remedio desesperado” para el problema de conservación de la energía y dijo: “He cometido el pecado supremo: he predicho una partícula que nunca se puede detectar”. La partícula era el neutrino. En 1956, Frederick Reines y Carl Cowan detectaron el neutrino. En 1962, Jack Steinberger, Leon Lederman y Mel Schwartz dirigieron un equipo en Brookhaven que detectó una segunda familia de neutrinos. Desde entonces, observatorios de neutrinos como este han detectado neutrinos de supernovas y han demostrado que los neutrinos tienen masa, al observar un cambio de tipos de neutrinos. Entonces, una partícula que era “imposible de detectar” en 1930, gracias al ingenio de los físicos experimentales, ha explorado sus propiedades y se ha convertido en una herramienta de observación para contarnos sobre el Universo.
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¿Quieren más? Tomemos LIGO, por ejemplo:
detectó ondas gravitacionales el año pasado, confirmando uno de los principios básicos de GR y, lo que es más importante, ofreciéndonos una nueva herramienta que podría observar el Big Bang. Pero para detectar la onda gravitacional (que por sí misma fue sorprendente; mostró la colisión de dos agujeros negros a millones de años luz de distancia). Pero para detectarlo, tuvieron que detectar la desviación de un brazo de dos kilómetros por una diezmilésima del diámetro de un protón . Para darle una idea, eso es equivalente a detectar el movimiento de un solo átomo en el Sol con un telescopio en la Tierra. Esa es una medida increíblemente precisa, increíblemente precisa, y lo hicieron de manera confiable.
¿O qué tal este chico?
Simon van der Meer, uno de los tipos más increíbles de los que nunca has oído hablar. Su gran idea, por la que ganó el Premio Noble 1984, fue “enfriamiento estocástico”, un término oscuro para una fantástica pieza de ingeniería. El gran problema en los aceleradores de partículas es que estás enviando una nube delgada de partículas alrededor de un anillo para encontrarse con una nube delgada de sus antipartículas que viajan en la dirección opuesta, y obtienes ciencia cuando una partícula choca con una antipartícula. El problema es que los haces de partículas se extienden, por lo que las partículas y las antipartículas se pierden entre sí. La gran idea de van der Meer era detectar la propagación de las partículas en un punto del anillo y utilizar información sobre la propagación para programar láseres en el punto opuesto del anillo para eliminar las partículas y apretar las nubes. Ingenioso e inteligente, pero los rayos viajan casi a la velocidad de la luz, por lo que para un anillo de [math] d [/ math] metros de diámetro tienes un gran total de [math] \ frac {(\ pi – 1) d} {c} [/ math] segundos para (a) hacer la detección (b) hacer los cálculos; y (c) eliminar las partículas. Si se está preguntando, para LHC [math] d = 8.6 [/ math] km, entonces tiene que lograr esto en 60 microsegundos. Lo que hizo, con la tecnología de los setenta. Oh, espera un minuto El colisionador por el que hizo esto tenía [matemáticas] d = 2.2 [/ matemáticas]. Entonces lo hizo en unos 15 microsegundos con las tecnologías de los años 70.
¿Ves este mapa del cielo? Son los puntos calientes y los puntos fríos del fondo del microondas. Nos contó todo tipo de cosas y generó especulaciones fantásticas sobre los multiversos: un análisis de los puntos calientes nos informa sobre las fluctuaciones cuánticas en los primeros milisegundos del Universo, y eso nos dice cómo era el Big Bang, y combinado con ideas de la física de partículas (y esos experimentos también son increíbles). Lo sorprendente es darse cuenta de que el rojo vivo del mapa es ocho milésimas de grado más cálido que el azul profundo. Eso es equivalente a detectar la posición de cada bombilla de 100W desde la órbita.
Podría seguir y seguir, desde el siglo XVIII, el experimento de Henry Cavendish para determinar la constante gravitacional, al observar el giro en un hilo causado por la atracción gravitacional de dos bolas de hierro. Piensa en lo pequeño que fue ese giro. O el experimento de Young en 1801, que mostró que la luz era una onda. Young midió correctamente la longitud de onda de la luz visible, que es aproximadamente 50 millonésimas de centímetro con tecnología 1801 . O los datos que mostraron la precesión de Mercurio, el primer indicio de la relatividad general. La precesión era de 43 segundos de arco por siglo, aproximadamente del ancho de un cabello humano (grueso) sostenido con el brazo extendido. Se desvió tanto en un siglo, y los astrónomos pudieron detectarlo.
Estos muchachos son asombrosos.
