¿La teoría del Big Bang hizo bien la ciencia? Una lección de supersimetría y clase económica

Dicen que la vida imita al arte, pero la flecha va en ambos sentidos. Mucho más a menudo, el arte imita la vida. Eso es lo que pasó en un episodio reciente del exitoso programa de televisión «The Big Bang Theory». En el episodio – «The Confirmation Polarization» – Sheldon y Amy reciben un correo electrónico de Fermilab. Dos científicos habían confirmado la teoría de Amy y Sheldon llamada Super Asimetría. Los investigadores estaban estudiando una partícula subatómica llamada Kaones y la medición y predicción (cómo debería comportarse en teoría) no estaban de acuerdo. Llamaron a su medida un fracaso hasta que se dieron cuenta de que el artículo de Amy y Sheldon, publicado unos meses antes, explicaba la discrepancia. Los dos investigadores fueron llevados en avión (en economía más….más sobre eso más tarde) a Caltech para conocer a Amy y Sheldon.

Los científicos del Fermilab están buscando un Premio Nobel y, como no más de tres personas pueden recibir el premio, están tratando de eliminar a Amy de la foto. Le dicen a Sheldon que si logra que el Presidente de Caltech los nomine a los tres para el Premio Nobel, combinado con la nominación del jefe de Fermilab, tendrían un fuerte argumento para recibir el honor. Sheldon decide que si Amy no está incluida en la nominación, tampoco quiere estar en ella y se lo dice al Presidente, quien le explica cómo esto resultará en una pelea con Fermilab; añade que él los respalda. El episodio termina con la situación sin resolver.

Así que este episodio me llamó la atención porque… bueno… Fermilab. Fermilab es un lugar real. Conduzco hasta allí todas las mañanas en Batavia, Illinois. Y es un lugar fantástico para trabajar si te fascina el mundo subatómico, que es lo que soy, y eso significa que puedo ir al trabajo todos los días con una sonrisa. Pero pensé que la gente podría estar interesada en saber qué era cierto y qué no lo era en este episodio. Imagen: Dentro de los mejores laboratorios de física del mundo]

Permítanme empezar diciendo que me gusta mucho «The Big Bang Theory». Y los escritores tratan de no alejarse demasiado de la ciencia real en sus episodios. De hecho, David Saltzberg de UCLA es tanto un colaborador de investigación de la mina como un consultor científico para el programa. Se asegura de que los escritores no incluyan ningún tema científico que sea demasiado extravagante y vergonzoso.

Algunas personas se quejan de cómo el programa representa a los científicos de una manera caricaturesca, y hay verdad en la crítica. Sheldon es un poco exagerado y la mayoría de los científicos no actúan así. (Aunque, a decir verdad, conozco a una sola persona que me recuerda a Sheldon. Me niego a identificarlo porque todos los que lo han conocido están de acuerdo conmigo.) Leonard es mucho más fiel a la vida, aunque incluso su personaje es un poco menos social que la realidad. Los científicos son en su mayoría personas bastante normales, con vidas normales. Son inteligentes y muy concentrados en su trabajo. (O, supongo, podría ser más parecido a Leonard de lo que me gustaría admitir. Me niego a preguntarle a nadie con el pretexto de que no quiero saber la respuesta.)

Entonces, ¿cuánto suena verdadero el episodio? Para empezar, no existe una teoría real llamada Superasimetría. Sin embargo, existe una teoría llamada supersimetría, que es una extensión muy popular del modelo estándar de la física de partículas – nuestra mejor teoría actual de la materia subatómica. Si bien no ha habido confirmación experimental de la supersimetría -que propone que cada partícula identificada en el modelo estándar tiene un socio supersimétrico-, se considera suficientemente bien que existen más de 10.000 documentos científicos sobre el tema. Así que, excepto por la licencia poética del cambio de nombre, les daremos esa. [La teoría del Big Bang: Cómo comenzó el Universo]

¿Qué tal el experimento? ¿Podrían dos tipos en un laboratorio como Fermilab confirmar una teoría como Super Asimetría usando Kaones? Bueno, es ciertamente posible que las mediciones directas de caones no estén de acuerdo con las predicciones y que se necesite una nueva teoría para explicar esa discrepancia. Así que, les daremos esa. Pero los grupos experimentales modernos tienen más de dos personas en ellos. Mi propio grupo de investigación (que está probando diligentemente la idea de la supersimetría del mundo real) involucra a unos 3.000 científicos de todo el mundo. Este grupo experimental, llamado Compact Muon Collaboration, o CMS, utiliza datos recogidos en el laboratorio del CERN en Europa. El CERN es el laboratorio hermano del Fermilab, y alberga el Gran Colisionador de Hadrones, que acelera los haces de protones a una velocidad cercana a la de la luz, chocándolos dentro de un aparato científico de 5 pisos de altura, llamado detector CMS.

La colaboración de la CMS está compuesta por científicos de unos 200 institutos de investigación. El grupo Fermilab CMS está formado por unos 100 científicos e incluso más ingenieros, técnicos e informáticos. Si CMS descubriera la supersimetría, el crédito no sería sólo para dos investigadores de Fermilab.

¿Y qué hay del Premio Nobel?

Es cierto que recibir el Premio Nobel es el objetivo secreto de cualquier físico. Pero había muchos errores en la descripción del episodio de TV. Por ejemplo, el artículo de Amy y Sheldon había salido sólo unos meses antes y sólo había una medida que confirmaba el hallazgo. Eso no se parece en nada a cómo sucedería en realidad. Para empezar, hay cientos de artículos escritos que predicen nuevos fenómenos físicos. Se necesita bastante tiempo para comparar la predicción con los datos; y se necesita aún más tiempo para descartar todas las demás predicciones. Además, si la Súper Asimetría fuera real, haría predicciones que tendrían que ser confirmadas con otras mediciones. Todo ese trabajo llevaría mucho tiempo. Pero vamos a atribuir esto al «tiempo de televisión», como en los programas de televisión del CSI cuando se hace una prueba de ADN en 10 minutos. Así que, generosamente les daré este.

Una gran parte de la trama se centra en quién obtendría el Premio Nobel, si fuera concedido. Y esta es una bolsa mixta. Es cierto que el Nobel puede llegar a un máximo de tres personas. Pero el proceso de nominación es diferente. Los miembros de la Academia Sueca de Ciencias pueden nominar, al igual que los anteriores premios Nobel y algunos profesores distinguidos a los que se les piden recomendaciones. Por lo tanto, es posible que el director del Fermilab esté en esa lista. No sé si lo es, pero ciertamente tiene el prestigio internacional para ser invitado. Sin embargo, es poco probable que el Presidente de Caltech esté en la lista. Llamaremos a eso una división.

Cuando Sheldon se negó a ser nominado sin Amy, hay precedentes históricos. Para el Premio Nobel de Física en 1903, Marie y Pierre Curie habían realizado un extenso trabajo en el recién descubierto campo de la radioactividad. Dada la época y la situación de la mujer en ese momento, la nominación inicial fue sólo para Pedro, a pesar de que María era la líder intelectual de la pareja. Pierre escribió al comité y declinó ser nominado sin que Marie fuera co- nominada. Él prevaleció y los dos compartieron el Premio Nobel con Henri Becquerel, otra leyenda de los primeros estudios de radiación. Así que ese aspecto del episodio sonó muy cierto.

El episodio tenía una mezcla de ficción, verdad y casi verdad, pero me hizo preguntarme qué tipo de investigación en Fermilab podría realmente obtener el Premio Nobel. Mirando en el pasado, está el descubrimiento en 1995 del quark superior, aunque creo que es poco probable. Pero, mirando hacia adelante, hay varios experimentos que podrían calificar algún día. Actualmente en Fermilab, un experimento llamado g-2 (G menos 2) está estudiando cómo las partículas subatómicas llamadas muones se tambalean cuando se colocan en un campo magnético. Los muones son como electrones gordos e inestables, y el comportamiento medido y predicho anteriormente no está de acuerdo de una manera tentadora. El experimento del G-2 establecerá si la discrepancia significa un descubrimiento. Si se trata de un descubrimiento, bien podría dar lugar a un premio Nobel. Volviendo al episodio «The Big Bang Theory», una explicación propuesta de la discrepancia que se observa actualmente es la supersimetría.

Luego hay algunos experimentos futuros. DUNE estudiará el comportamiento de los neutrinos y de los neutrinos de antimateria para buscar diferencias. Si se comportan de manera diferente, podría ser la explicación de por qué el universo está hecho de materia y no de partes iguales de materia y antimateria. Eso sería un Nobel. Y luego está el experimento del mu2e (decaimiento de muón a electrón), que busca un tipo específico de decaimiento de muón. Si se observa, es otro Nobel.

Y, por supuesto, los científicos de Fermilab están buscando materia oscura y energía oscura, sustancias misteriosas que superan a la materia ordinaria en una proporción de 20 a 1 y que determinarán la evolución y el futuro del universo. Estos son también terrenos fértiles para los premios Nobel. Es muy posible que la predicción del episodio de un premio Nobel para el Fermilab se cumpla en espíritu, si no en la vida real. Si estás interesado en aprender más sobre el futuro programa de investigación de Fermilab y estos posibles premios Nobel en el futuro, incluso hice un video sobre ello.

Supongo que debo contarles una cosa en la «Polarización de la Confirmación» que sonó totalmente falsa. Los científicos del Fermilab volaron en Economy Plus. Pfffftttttt….una tontería total. Para nosotros, es el entrenador todo el camino. Si un científico viajero quiere unos pocos centímetros de espacio para las piernas, tiene que aumentar la diferencia. Ni siquiera deberían bromear así. Eso fue muy cruel.

La ciencia en la televisión rara vez es exactamente lo correcto y eso está bien. Se supone que la mayoría de la televisión es entretenida. Pero es bueno cuando pueden incorporar algo de ciencia real en ella. Puede hacer que los niños se interesen en las ciencias. Se supone que esta es la última temporada de «The Big Bang Theory», y me entristecerá ver cómo se va.

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Don Lincoln es investigador de física en Fermilab . Es el autor de « The Large Hadron Collider: La extraordinaria historia del Bosón de Higgs y otras cosas que te volarán la cabeza » (Johns Hopkins University Press, 2014), y produce una serie de videos de educación científica . Síguelo en Facebook . Las opiniones expresadas en este comentario son las suyas.

Don Lincoln contribuyó con este artículo a Live Science$0027s Expert Voices: Op-Ed & Insights. Publicado originalmente en Live Science .

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