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Silvana TapiaJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasBorja TosarGastón Giribetdesintegración materia oscura navarro frank whiteaniquilación materia ante materia universogigaelectronvoltios señal antimateriaaniquilación materia-antimateria bariónicanucleones masa gigaelectronvoltioseñal fermilab 21 giga electronvoltiospartículas cientos giga electronvoltiosantiuranio aniquilaciones característicasFermilabFrancis VillatoroJavier BenavidesHéctor SocasTotanitelescopio espacial FermiNacho TrujilloNavarro Frank White20 gigaelectrónvoltiosJuan Carlos Gil
Aniquilación materia-antimateria bariónica
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Francis Villatoro explica por qué la aniquilación materia-antimateria bariónica es improbable para explicar una señal de 21 gigaelectronvoltios, sugiriendo que se necesitarían partículas con cientos de gigaelectronvoltios.
…incertidumbre y cuando uno tiene en cuenta las incertidumbres entonces se salva estas masas y estas excepciones eficaces, que en el fondo es cierto, porque esto depende de cómo sea la desintegración y no sabemos cómo es la desintegración de la materia oscura. Luego hay otras cosas, por ejemplo, esto se basa en que tú tienes que poner una cierta densidad en cada punto del cielo para calcular, para ajustar la desintegración de la materia oscura y esa densidad está tomada de un perfil que es una aproximación; por ejemplo si usas el Navarro Frank White, bueno eso es incierto, no sabemos exactamente cuánto de bueno es ese perfil. Y sobre todo, bueno pues sí, otra duda de mi lectura somera: nos puedes decir rápidamente si lo tienes en mente tal cómo descarta la posibilidad de que sea aniquilación materia ante materia; no entra en eso pero a mí se me ocurre como una posibilidad porque no hay suficiente antimateria en el universo, ¿no? Que sepamos, claro, pero mira, a lo mejor hay un pico. A ver, ¿la has dicho ya los gigaélectronvoltios de la señal? 20 gigaélectronvoltios. 20 gigaélectronvoltios. Es muy difícil que una electricación materia-antimateria, porque claro, cuando tú hablas de materia, estás hablando de materia bariónica o de antimateria bariónica, es decir, estás hablando básicamente de nucleones. Y los nucleones, que tienen una masa del orden de un gigaélectronvoltio, cuando se aniquilan, se aniquilan en señales de de 2 giga de electronvoltios, no mucho más. Es imposible que haya nucleones de tan altísima energía y en tantísima cantidad como para que se aniquilen generando una señal visible en algo tan torpe como puede ser Fermilab de 21 giga de electronvoltios. Es decir, la única posibilidad es una partícula que tenga cientos de giga de electronvoltios. Por eso hablaba de 0,4, 0,8 tera de electronvoltios. Son entre 400 y 800 giga de electronvoltios. y así sí porque son partículas de enorme masa y claro sus aniquilaciones sí pueden producir una señal de esas características pero con nucleones es prácticamente imposible generar. Necesitaríamos núcleos de antiuranio. Necesitaríamos que el centro galáctico fuera un acelerador de partículas que acelerara protones hasta, imaginaros, estamos hablando de multiplicar por 20 la energía en masa de un nucleón. ¿Y tú puedes acelerarlas en un chorro relativista que hubiera producido…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas explica una hipótesis sobre la detección de materia oscura a través del análisis de datos recopilados por el telescopio espacial Fermi durante los últimos 15 años.
Habla: Héctor SocasSignificado #15aniquilación materia oscura fotón gammatelescopio espacial fermi materia oscurahalo galaxia emisión difusa…que hace es analizar; ya tenemos más de 15 años de datos de Fermi, y él coge estos 15 años de datos y lo que intenta es buscar la señal del halo de la galaxia, porque el halo es donde está distribuida la materia oscura, y lo que se trata, habrán visto en el Titular, es de detectar la materia oscura a través de su desintegración; cuando dos partículas de materia oscura chocan una contra la otra, se aniquilarían y emitirían un fotón de rayos gamma y entonces debería haber en todo el halo de la galaxia una emisión difusa de rayos gamma procedentes de esta desintegración. Esto es especulativo, hipotético, pero podría ocurrir; de hecho ya ha habido trabajos anteriores, incluso con Fermi, para intentar detectar este tipo de aniquilación de la materia oscura, hasta ahora no se había encontrado. entonces, ¿cómo lo hace? Pues primero pensemos: el halo de la galaxia, la galaxia todos si tenemos en mente pensamos en esa espiral, pero que es muy plana y está más apultada por el centro tiene el bulge. Nacho Trujillo lo definía como un huevo frito, algo…
Héctor Socas continúa explicando la visualización del halo galáctico, comparándolo con un huevo frito donde la parte visible representa la materia bariónica y una esfera más grande alrededor corresponde a la materia oscura.
Habla: Héctor SocasPalabras #15halo galáctico materia oscuramateria bariónica huevo frito…galaxia todos si tenemos en mente pensamos en esa espiral, pero que es muy plana y está más apultada por el centro tiene el bulge. Nacho Trujillo lo definía como un huevo frito, algo muy plano, algo abultado en el centro, pues imagínense el huevo frito, pero El huevo frito es solamente la materia bariónica; en torno a ese huevo frito hay una esfera que es mucho más grande de materia oscura, por lo menos esa es nuestra idea. Pues esa esfera de materia oscura es el halo, que llamamos, que a lo mejor está ahí, pero no lo vemos. Hay que recordar que los halos galácticos son enormes; es decir, creo recordar que entre Andrómeda y la Vía Láctea había como un millón de años luz de distancia, algo así. Dos millones creo, 2 millones, y resulta que los halos prácticamente están en contacto,…
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…
Francis Villatoro explica por qué la aniquilación materia-antimateria bariónica es improbable para explicar una señal de 21 gigaelectronvoltios, sugiriendo que se necesitarían partículas con cientos de gigaelectronvoltios.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1desintegración materia oscura navarro frank whiteaniquilación materia ante materia universogigaelectronvoltios señal antimateriaaniquilación materia-antimateria bariónicanucleones masa gigaelectronvoltioseñal fermilab 21 giga electronvoltiospartículas cientos giga electronvoltiosantiuranio aniquilaciones características…incertidumbre y cuando uno tiene en cuenta las incertidumbres entonces se salva estas masas y estas excepciones eficaces, que en el fondo es cierto, porque esto depende de cómo sea la desintegración y no sabemos cómo es la desintegración de la materia oscura. Luego hay otras cosas, por ejemplo, esto se basa en que tú tienes que poner una cierta densidad en cada punto del cielo para calcular, para ajustar la desintegración de la materia oscura y esa densidad está tomada de un perfil que es una aproximación; por ejemplo si usas el Navarro Frank White, bueno eso es incierto, no sabemos exactamente cuánto de bueno es ese perfil. Y sobre todo, bueno pues sí, otra duda de mi lectura somera: nos puedes decir rápidamente si lo tienes en mente tal cómo descarta la posibilidad de que sea aniquilación materia ante materia; no entra en eso pero a mí se me ocurre como una posibilidad porque no hay suficiente antimateria en el universo, ¿no? Que sepamos, claro, pero mira, a lo mejor hay un pico. A ver, ¿la has dicho ya los gigaélectronvoltios de la señal? 20 gigaélectronvoltios. 20 gigaélectronvoltios. Es muy difícil que una electricación materia-antimateria, porque claro, cuando tú hablas de materia, estás hablando de materia bariónica o de antimateria bariónica, es decir, estás hablando básicamente de nucleones. Y los nucleones, que tienen una masa del orden de un gigaélectronvoltio, cuando se aniquilan, se aniquilan en señales de de 2 giga de electronvoltios, no mucho más. Es imposible que haya nucleones de tan altísima energía y en tantísima cantidad como para que se aniquilen generando una señal visible en algo tan torpe como puede ser Fermilab de 21 giga de electronvoltios. Es decir, la única posibilidad es una partícula que tenga cientos de giga de electronvoltios. Por eso hablaba de 0,4, 0,8 tera de electronvoltios. Son entre 400 y 800 giga de electronvoltios. y así sí porque son partículas de enorme masa y claro sus aniquilaciones sí pueden producir una señal de esas características pero con nucleones es prácticamente imposible generar. Necesitaríamos núcleos de antiuranio. Necesitaríamos que el centro galáctico fuera un acelerador de partículas que acelerara protones hasta, imaginaros, estamos hablando de multiplicar por 20 la energía en masa de un nucleón. ¿Y tú puedes acelerarlas en un chorro relativista que hubiera producido…
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 #3 · Palabras #2aniquilación 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 #19 · Palabras #9partículas 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 #7aniquilaciones materia oscura rayos gammapresión cero materia oscura cosmológicomodelos autointeracción materia oscura…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…