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Silvana TapiaJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasBorja TosarGastón Giribetpartículas materia oscura probablemente bosonesaniquilación partícula-antipartícula abuso del lenguajeaniquilación fermión-antifermión proceso específicoaniquilación materia oscura fotonesinteracciones partículas modelo estándarpartículas sin masa materia oscuraFrancis VillatoroJavier Benavidesanti-bottom (B, B barra)bosón W+Héctor SocasVigoAbel CaballeroCoffee Break: Señal y Ruido
Aniquilación Materia oscura Modelo Estándar
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Francis Villatoro explica que para observar posibles partículas de materia oscura, estas deben autointeractuar y producir partículas del modelo estándar, como fotones.
…de Dirac para un electrón porque rompen lo que es la naturaleza, lo natural de los fermiones. Los fermiones no pueden ocupar el mismo estado energético, no pueden ocupar la misma región del espacio; fermiones, no es como los bosones. Entonces tú dices, para Que interaccionen dos fermiones, tienen que ocupar el mismo lugar, pero no pueden; no pueden interaccionar. Entonces, lo que esperamos que sean las partículas de materia oscura son básicamente bosones. Entonces, en esos bosones abusamos del lenguaje y hablamos de la aniquilación partícula-antipartícula como si fuera un proceso muy similar al proceso de aniquilación fermión-antifermión, pero es un abuso del lenguaje. Lo que sí tenemos es que para poder observar, una manera de observar las posibles partículas de materia oscura es que haya interacciones que autointeraccionen las partículas de materia oscura consigo mismo y esas interacciones acabarán resultando en la producción de partículas del modelo estándar y lo más natural es producción de fotones o de partículas sin masa, es lo más fácil. Entonces, a ese proceso le llamamos aniquilación, materia oscura, entre comillas, antimateria oscura, pero en la mayor parte de los modelos de materia oscura, en rigor, no hay una antimateria oscura. ¿No me ha quedado claro por qué dices que son bosones las partículas de materia oscura? Es lo más natural, no es obligatorio, pero lo más natural es que se comporten como campos bosónicos. Entonces, en las WIMP, por ejemplo, se asocian a bosones asociados,…
Significado #4 · Palabras #1
Héctor Socas hace una comparación humorística entre la aniquilación de materia oscura y el encendido de luces navideñas en Vigo, liderado por su alcalde Abel Caballero.
Habla: Héctor SocasPalabras #15aniquilación materia oscura vigoabel caballero iluminación navideñasupernovas navideñas universo…incluido por supuesto el halo que a lo mejor están ustedes también ahí, atrapadas entre el Black Friday y las cenas de empresa. Recuerden cuidado con los excesos, y en este caso hablando del halo ojo con los excesos de rayos gamma que luego sientan mal. Quizás efectivamente la materia oscura se aniquila, pero puestos a aniquilar la oscuridad, ahí está ya a la vuelta de la esquina el amanecer cósmico definitivo, el encendido de iluminación navideña de Vigo, y al mando su alcalde, Abel Caballero, que no es precisamente el Caballero Oscuro. En cualquier caso, independientemente de los claroscuros del universo y las supernovas navideñas, ustedes saben que aquí nos tienen siempre cada semana para tertuliar sobre las maravillas del universo. Pasen y pónganse cómodas, sean todas bienvenidas a Coffee Break, Señal y Ruido, la tertulia semanal sobre la actualidad científica. Si han adivinado que hoy vamos a hablar sobre la posible detección de materia oscura en el exceso de rayos gamma galácticos, pues vale, pero que sepan que no tiene ningún mérito. Tampoco tendría mucho mérito adivinar que hablaremos sobre megaconstelaciones de…
Héctor Socas explica una alternativa a la desintegración de partículas para explicar un pico en el espectro energético: el decaimiento espontáneo de materia oscura.
Habla: Héctor SocasSignificado #16decaimento espontáneo materia oscuradensidad materia oscura fotónespectro energético decaimiento partícula…porque tienes la mitad de partículas A con la mitad de partículas B para chocar; te quedas con un cuarto de la probabilidad de que choquen, porque hay otra posibilidad que es que no sea desintegración sino que sea decaimiento, que simplemente la partícula. De materia oscura sea inestable y al cabo de un cierto tiempo ella sola, sin chocar con nadie, decaiga y se convierta en un fotón. Esa es la otra posibilidad: decaimiento. Pero el decaimiento no caería con la densidad al cuadrado, sino solo con la densidad. Proporciona la densidad, ¿por qué? En química se llama reacción de segundo orden. Es semejante, cuando choca una especie consigo misma, necesita la concentración al cuadrado. Exacto, es eso mismo, pero creo que no estoy siendo capaz de explicarlo con claridad. Si yo tengo 10 partículas de…
Héctor Socas continúa explicando las posibles desintegraciones de la materia oscura y los parámetros asociados a ellas.
Habla: Héctor SocasSignificado #8desintegración materia oscura modelo estándarquark bottom antimateria b barrabosón w- y w masa teraelectrón voltiossección eficaz cosmología centímetros cúbicos segundo…fuera, podrían determinarse algunos parámetros como por ejemplo qué masa tendría la partícula de materia oscura y qué sección eficaz tendría; lo que pasa es que esas determinaciones dependen de cuáles sean los canales de desintegración, en qué se desintegra. entonces no sabemos en qué se desintegra la materia oscura, pero podemos especular; de hecho hay modelos de extensiones del modelo estándar que hablan de posibles canales de desintegración. Uno de los más habituales es el quark bottom y el anti-bottom, el B, B barra. Si ese fuera el canal o si fuera el bosón W- y W+, entonces su masa estaría entre 0,4 y 0,8 teraelectrón voltios. La sección eficaz estaría entre 5 y 9 por 10 a la menos 25 centímetros cúbicos por segundo. Las unidades realmente, aunque digo sección eficaz, no son unidades de sección eficaz, son de sección eficaz por velocidad, que es como se suele dar este número en cosmología. Claro, si se desintegraran otro tipo de partículas, pues entonces la masa sería diferente y las acciones eficaces serían diferentes, ¿no? Entonces no sé si es muy útil esto, pero bueno, son los números, quizás, por tener una idea de en qué orden de magnitud…
Héctor Socas responde a una pregunta de Javier Benavides sobre si la aniquilación materia-antimateria en el universo temprano incluye también la materia oscura y plantea la posibilidad de antimateria oscura.
Habla: Héctor SocasSignificado #5 · Palabras #5aniquilación materia-antimateria universo tempranomateria oscura antimateria oscuramodelo materia oscuraaniquilación partículas materia oscurareliquia materia oscura bariónica…conserve la cantidad de partículas; eso no existe. No hay una cosa tal por la que se conserve la cantidad de celdas de espacio-tiempo, sea lo que fuere que estas son. Entonces, en priori no hay problema con eso. Eso es lo que se me ocurre decir a mí, no sé. Sí, muy interesante. Vale, pregunta Javier Benavides: cuando hablamos de la aniquilación materia-antimateria del principio del universo, ¿estamos contemplando también la materia oscura? ¿Puede haber antimateria oscura? Bueno, yo creo que con lo que hemos discutido aquí, el modelo; no sabemos cómo es la materia oscura, pero aquí estamos, y así lo conecto también con otra pregunta que había. Esta idea de que el exceso de rayos gamma venga de desintegración de partículas de materia oscura asume que son partículas de mayorana, que son su propia antipartícula también En esa situación, cuando yo decía que había cotas, ¿a cuánto sería su sección eficaz por la aniquilación que se hubiera producido al principio del universo? pues sí que se considera y lo que queda como materia oscura actual es la reliquia que igual que pasa con la materia bariónica que no se desintegró al principio del universo. Supuestamente estaría inicialmente en equilibrio termodinámico, habría colisiones frecuentes entre ellas porque era muy denso el universo primigenio y muy caliente, entonces las partículas iban muy rápido y estaban muy cerca unas de otras, entonces chocaban…
Francis Villatoro explica que para observar posibles partículas de materia oscura, estas deben autointeractuar y producir partículas del modelo estándar, como fotones.
Habla: Francis VillatoroSignificado #4 · Palabras #1partículas materia oscura probablemente bosonesaniquilación partícula-antipartícula abuso del lenguajeaniquilación fermión-antifermión proceso específicoaniquilación materia oscura fotonesinteracciones partículas modelo estándarpartículas sin masa materia oscura…de Dirac para un electrón porque rompen lo que es la naturaleza, lo natural de los fermiones. Los fermiones no pueden ocupar el mismo estado energético, no pueden ocupar la misma región del espacio; fermiones, no es como los bosones. Entonces tú dices, para Que interaccionen dos fermiones, tienen que ocupar el mismo lugar, pero no pueden; no pueden interaccionar. Entonces, lo que esperamos que sean las partículas de materia oscura son básicamente bosones. Entonces, en esos bosones abusamos del lenguaje y hablamos de la aniquilación partícula-antipartícula como si fuera un proceso muy similar al proceso de aniquilación fermión-antifermión, pero es un abuso del lenguaje. Lo que sí tenemos es que para poder observar, una manera de observar las posibles partículas de materia oscura es que haya interacciones que autointeraccionen las partículas de materia oscura consigo mismo y esas interacciones acabarán resultando en la producción de partículas del modelo estándar y lo más natural es producción de fotones o de partículas sin masa, es lo más fácil. Entonces, a ese proceso le llamamos aniquilación, materia oscura, entre comillas, antimateria oscura, pero en la mayor parte de los modelos de materia oscura, en rigor, no hay una antimateria oscura. ¿No me ha quedado claro por qué dices que son bosones las partículas de materia oscura? Es lo más natural, no es obligatorio, pero lo más natural es que se comporten como campos bosónicos. Entonces, en las WIMP, por ejemplo, se asocian a bosones asociados,…
Francis Villatoro explica que, aunque la materia oscura se considera que no interactúa y tiene una presión cercana a cero, los modelos permiten aniquilaciones para observar señales como rayos gamma.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #2interacciones partículas materia oscura estándaraniquilación partícula antipartícula materia oscuramodelo estándar partículasaniquilaciones materia oscura rayos gammapresión cero materia oscura cosmológicomodelos autointeracción materia oscura…natural, no es obligatorio, pero lo más natural es que se comporten como campos bosónicos. Entonces, en las WIMP, por ejemplo, se asocian a bosones asociados, compañeras supersimétricas de tipo bosón asociados a fermiones, por ejemplo, neutralino, cosas así. Vale Ya te digo, es un tema, abusar de este tipo de lenguajes es muy fácil y yo creo que hay que ser un poquito más cuidadoso porque en cualquier caso, una de las maneras que tenemos de interpretar la realidad es que la naturaleza es buena para nosotros y nos muestra interacciones entre las partículas de materia oscura y las partículas del modelo estándar porque si no hubiera interacciones de ese tipo salvoarbitatorias nunca las podríamos observar y en ese proceso el más natural es la aniquilación entre comillas partícula antipartícula asociada a esas partículas de potenciales de materia oscura porque nos da de manera natural partículas del modelo estándar que podemos observar, pero eso yo digo son vértices que estamos poniendo ahí. Una autointeracción desde el punto de vista cosmológico: la materia oscura la consideramos que no interacciona, es materia de presión cero y bueno, eso significa que su autointeracción es extremadamente pequeña. Y aún siendo extremadamente pequeña permitimos que haya aniquilaciones porque nos gusta que podamos tener ahí señales tipo estos rayos gamma y estas movidas asociadas a materia oscura, pero son cosas difíciles de sostener en muchos modelos. Vale, y ya para terminar, hay una de Cristina Hernández que de hecho ya la preguntó la semana pasada y no nos dio tiempo de responderla, pero estuve buscando un poco algunos datos que me parecen interesantes. Pregunta: en una explosión de supernova B, B…