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Juan Carlos GilJosé EdelsteinIgnacio CrespoBorja TosarHéctor SocasGastón GiribetFrancis Villatorobrout y englert transiciones de faseformación englert en bruselasteorema goldstone ruptura simetríaruptura de simetría teoríaesfera de magnetita volcán calientevibración térmica momentos magnéticoscampo magnético esfera enfriándoseRobert BroutFrançois EnglertBruselasEstados UnidosCornellGoldstoneJosé Edelsteinteorema de GoldstoneCoffee BreakPeter HiggsRoyal SocietyEdimburgoReina de InglaterraDuque de Inburgo
Teorema Goldstone ruptura simetría
Con
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José Edelstein explica cómo Robert Brout y François Englert realizaron los primeros trabajos relacionados con las transiciones de fase, destacando la formación de Englert en Bruselas y su posterior trabajo en Estados Unidos con Brout.
…ahora voy a contar brevemente el trabajo, aunque yo creo que hemos hablado muchas veces de esto y sobre todo voy a contar la diferencia entre lo que hicieron Brout, Englert y Higgs y ahí podremos quizás meter ese regalito, ese bonus track que mencionabas. Los primeros que tuvieron el primer trabajo en orden cronológico fue el de Robert Brout y François Englert. Englert se había formado en Bruselas, donde vivió casi toda su vida, pero fue a trabajar en Estados Unidos con Brout y allí es donde, creo que en Cornell, si no me equivoco, y allí es donde se formó con Brout en el estudio de transiciones de fase. Brout tenía una formación más bien venida de física de la materia condensada, transiciones de fase, por aquellos tiempos. Habían un montón de resultados que habían aparecido en los modelos de superconductividad; la ruptura de simetría existía en materia condensada como una idea. Había un teorema, el teorema de Goldstone, que decía que cuando había una ruptura de simetría, ¿qué quiere decir una? ¿Ruptura de simetría? Quiere decir que la teoría tiene un grupo de simetrías que la solución no tiene. Pongo un ejemplo muy simple, que además es el ejemplo medio estándar: imaginemos una esfera perfecta de magnetita que sale de un volcán caliente y que es perfectamente esférica. Entonces los componentes sabemos que tienen un momento magnético; normalmente la magnetita suele quedar imantada. Sin embargo, si está muy caliente la esfera, esta piedra, la vibración térmica de todos los momentos magnéticos va a hacer que todos apunten en direcciones aleatorias y por lo tanto no se van a sumar todos ellos en una misma dirección, sino que cada uno va a apuntar para un lado diferente y lo que va a ocurrir es que esta esfera no va a tener campo magnético; no va a ser un imán. Sin embargo, al enfriarse la misma esfera lo que ocurre Es que la energía térmica de la que dispone cada uno de los momentos magnéticos los va bajando y en algún momento es tan baja que cada uno de ellos ve al de al lado, básicamente, percibe que el de al lado quiere alinearse con él y entonces terminan…
Significado #17 · Palabras #1
José Edelstein explica cómo Robert Brout y François Englert realizaron los primeros trabajos relacionados con las transiciones de fase, destacando la formación de Englert en Bruselas y su posterior trabajo en Estados Unidos con Brout.
Habla: José EdelsteinSignificado #17 · Palabras #1brout y englert transiciones de faseformación englert en bruselasteorema goldstone ruptura simetríaruptura de simetría teoríaesfera de magnetita volcán calientevibración térmica momentos magnéticoscampo magnético esfera enfriándose…ahora voy a contar brevemente el trabajo, aunque yo creo que hemos hablado muchas veces de esto y sobre todo voy a contar la diferencia entre lo que hicieron Brout, Englert y Higgs y ahí podremos quizás meter ese regalito, ese bonus track que mencionabas. Los primeros que tuvieron el primer trabajo en orden cronológico fue el de Robert Brout y François Englert. Englert se había formado en Bruselas, donde vivió casi toda su vida, pero fue a trabajar en Estados Unidos con Brout y allí es donde, creo que en Cornell, si no me equivoco, y allí es donde se formó con Brout en el estudio de transiciones de fase. Brout tenía una formación más bien venida de física de la materia condensada, transiciones de fase, por aquellos tiempos. Habían un montón de resultados que habían aparecido en los modelos de superconductividad; la ruptura de simetría existía en materia condensada como una idea. Había un teorema, el teorema de Goldstone, que decía que cuando había una ruptura de simetría, ¿qué quiere decir una? ¿Ruptura de simetría? Quiere decir que la teoría tiene un grupo de simetrías que la solución no tiene. Pongo un ejemplo muy simple, que además es el ejemplo medio estándar: imaginemos una esfera perfecta de magnetita que sale de un volcán caliente y que es perfectamente esférica. Entonces los componentes sabemos que tienen un momento magnético; normalmente la magnetita suele quedar imantada. Sin embargo, si está muy caliente la esfera, esta piedra, la vibración térmica de todos los momentos magnéticos va a hacer que todos apunten en direcciones aleatorias y por lo tanto no se van a sumar todos ellos en una misma dirección, sino que cada uno va a apuntar para un lado diferente y lo que va a ocurrir es que esta esfera no va a tener campo magnético; no va a ser un imán. Sin embargo, al enfriarse la misma esfera lo que ocurre Es que la energía térmica de la que dispone cada uno de los momentos magnéticos los va bajando y en algún momento es tan baja que cada uno de ellos ve al de al lado, básicamente, percibe que el de al lado quiere alinearse con él y entonces terminan…
José Edelstein continúa explicando el concepto de ruptura de simetría utilizando la analogía de una esfera de magnetita enfriándose, abordando la cuestión de por qué un polo magnético se elige sobre otro.
Habla: José EdelsteinSignificado #10 · Palabras #14ruptura de simetría magnetitapolo magnético elegido por jose edelsteinsimetría cilíndrica esfera enfriándoseruptura de simetría esfera magnetitapolo norte dirección privilegiadaasimetría esférica perfecta sistemafísica materia condensada asimetríafísica partículas reducción asimetría…perfectamente simétrica, por lo tanto cualquier dirección de la esfera original podría acabar siendo el Polo Norte y entonces una y alguna va a acabar siendo el Polo Norte. La pregunta es: ¿por qué esa y no otra? Por una parte, y por otra parte, una vez que Se genera un polo norte y un polo sur, ya no hay simetría esférica; ya hay algo más parecido a lo que llamaríamos simetría cilíndrica. Hay un eje que va desde el polo sur al polo norte y lo que uno puede hacer es girar la esfera alrededor de ese eje y mantener, eso sí que sigue siendo una simetría. Pero ya no rotar la esfera en cualquier dirección porque el polo norte marca una dirección privilegiada. Entonces este es un sistema muy, muy sencillo en el cual uno ve que originalmente el sistema tenía asimetría esférica perfecta, o sea, cualquier dirección podía haber sido el polo norte y alguna termina haciéndolo rompiendo la asimetría y reduciéndola. Entonces ese fenómeno se conocía muy bien en física de materia condensada y al mismo tiempo en física de partículas. Había un problema que, en principio, no tendría por qué tener nada que ver porque parece diferente pero que se relaciona con el anterior por el hecho de que en la física de partículas empezaba a ser discutida la idea de que las interacciones fundamentales…
José Edelstein explica una inconsistencia entre un teorema (el de Goldstone) y la forma en que funciona en teorías físicas más complejas, específicamente las llamadas 'teorías gauge'.
Habla: José EdelsteinSignificado #2 · Palabras #2partículas sin masa modelo condensadaruptura de simetría interacciones largo alcancemodelos materia condensada simetríateorema de goldstone en teorías gaugeteorema golson para teorías no relativistasinconsistencia teorema goldstone partículas mediadoras…de largo alcance es de algún modo darle masa a las partículas mediadoras, y si uno le da masa a las partículas mediadoras arruina la simetría. Entonces la gente estaba como atrapada en esa dificultad, que para alguna gente era suficientemente importante como Para descartar completamente la teoría y hubo algunos que creyeron que era algo eventualmente superable. El punto interesante es que cuando uno rompe la simetría, cuando uno rompe una simetría, lo que mostraban los modelos de materia condensada es que siempre que uno rompe una simetría aparecen partículas sin masa que por lo tanto son mediadoras de interacciones de largo alcance. Entonces la propia idea de utilizar la ruptura de simetría para generarle masa a las partículas mediadoras parecía no funcionar, porque el teorema de Goldstone que mencioné antes predice esto que está aquí sin embargo el teorema de Golson funcionaba, estaba probado para teorías no relativistas y teorías no del tipo de las teorías que estoy mencionando ahora que se llaman teorías gauge que ya hemos mencionado miles de veces en Coffee Break entonces bueno, en 1964 en forma paralela y de alguna manera complementaria Brout y Englert se dieron cuenta de que si tomaban una teoría como la del electromagnetismo con partículas iguales que el fotón, pero metían también un elemento nuevo en la teoría,…
José Edelstein explica cómo Peter Higgs desarrolló una forma más sencilla e intuitiva de entender un modelo teórico, similar a los utilizados en materia condensada para demostrar la aparición de partículas sin masa según el teorema de Goldstone.
Habla: José EdelsteinPalabras #7modelo higgs intuitivo teorema goldstonepartícula sin masa teoría relativistacampo fotón adquisición de masa…de esto, pero sí vieron que era la manera en la cual uno podía construir una teoría con las simetrías que hacían falta y generar con este mecanismo la manera de darle masa a las partículas mediadoras. De modo tal que la interacción fuera de corto alcance. Peter Higgs en forma paralela hizo lo mismo pero de una manera mucho más fácil de entender, diría yo; creo que es una manera mucho más limpia de entender. La impresión es que tenía más claro a dónde iba porque lo que hace es construir directamente un modelito muy sencillo, muy parecido al que se usa en materia condensada para demostrar que efectivamente la partícula esta sin masa que, según el teorema de Goldstone, siempre aparece cuando uno aplica este tipo de mecanismo en la teoría relativista. Lo que ocurre es que esa partícula, por así decirlo, es tragada por el campo que sería como el fotón y adquiere masa. al tragar esta partícula siendo un poquitito más preciso en esto último todos recordarán que porque lo hemos dicho miles de veces que una partícula sin masa viaja a la velocidad de la luz y por lo tanto su polarización solo puede ser perpendicular a la…
José Edelstein explica la relación entre las teorías del electromagnetismo de Maxwell y la ruptura espontánea de simetría propuesta por Higgs, destacando que ambos fueron ciudadanos de Edimburgo.
Habla: José EdelsteinSignificado #16 · Palabras #16maxwell y higgs ciudadanos edimburgoelectromagnetismo fase rota simetríaruptura espontánea de simetría higgsexposición royal society maxwell higgs…conmigo, una conversación que fue larga, le preocupaba el tema y me dice: de hecho ayer se inauguraba una muestra que se llamaba From Maxwell to Higgs. Tanto Maxwell como Higgs son los dos de Edimburgo y además de alguna manera, bueno Maxwell es el autor. De la teoría del electromagnetismo y Higgs en esta ruptura espontánea de simetría, un siglo más tarde, casi exactamente un siglo más tarde, porque el trabajo de Maxwell es del 1865, esto es del 1964, ven que el electromagnetismo es la fase rota de una simetría, o sea que de alguna manera Higgs revisita o redescubre el electromagnetismo de Maxwell, siendo ambos ciudadanos de Edimburgo y bueno, el día anterior se inauguraba en la Royal Society una exposición from Maxwell to Higgs; iba a estar presente el duque de Inburgo, que no recuerdo cómo se llama, que luego me enteré que era el esposo de la reina de Inglaterra en aquel momento, que nunca entendí por qué no era el rey, pero bueno, era el. Esposo de la reina de Inglaterra, y Higgs viene y me dice: no, no fui a la inauguración porque temía que se me complicara la voz y tenía contigo la entrevista hoy. Sí, yo dije: no se puede creer una persona que decide dejar plantado al esposo de la reina…