SPHINX, motor para la creación de buscadores de texto

Sphinx es un motor para la búsqueda de textos open source (licencia GPLv2). Está desarrollado en C++ lo que lo diferencia claramente de su competidor Lucene que está desarrollado en java. El nombre Sphinx es un acrónimo inglés que significa SQL Phrase Index (índice de frase de SQL).

Sphinx es un paquete de software independiente que proporciona búsquedas en textos rápidas y relevantes. Como su nombre índica ha sido especialmente diseñado para integrar información almacenada en bases de datos SQL, y para ser fácilmente accesible por lenguajes de script (guión). Sin embargo, Sphinx no depende o requiere de ninguna base de datos específica para su funcionamiento y puede emplear otras fuentes de datos, como por ejemplo XMLs.

Las aplicaciones pueden acceder al servicio de búsqueda (llamado searchd) usando diversos métodos: API nativa (SphinxAPI), una implementación propia del protocolo de red de MySQL (empleando un subconjunto de instrucciones mySQL llamadas SphinxQL) o mediante un servidor MySQL empleando su propio motor de almacenamiento (SphinxSE)

Existe implementaciones nativas oficiales para PHP, Perl, Ruby y Java que están incluidos en el paquete de distribución pero ha sido portado a más lenguajes (Perl, C#, Haskell, Ruby-on-Rails, …etc).

Sphinx soporta de manera nativa información procedente de MySQL, PostgreSQL y XML

Phonegap, desarrollo aplicaciones móviles para múltiples plataformas

Existen muchos puntos fuertes para el desarrollo de aplicaciones para móviles empleando PhoneGap. Pero los más interesantes son estos dos:

1) Phonegap te permite desarrollar en diferentes plataformas móviles y tablets empleando prácticamente el mismo código: Android, iPhone, iPad, Windows mobile, Bada, blackberry, symbian, …
2) Phonegap no emplea nuevos lenguajes, simplemente utiliza javascript (interacción), html5, css3 (presentación).

Cualquier desarrollador web podría comenzar a crear aplicaciones móviles multiplataforma sin que supusiera un gran handicap. Además el desarrollador podría emplear la API del móvil pudiendo tener acceso a la geolocalización, camara, multimédia, vibrador, acelerómetros, brújula, contactos del móvil, archivos, redes, notificaciones, vibrador, etc

Además existen ya varios frameworks que te ayudarán a salvar las diferencias entre la web y la aplicación móvil en cuanto a interacción, presentación y usabilidad como por ejemplo xuijs, jQTouch y jQuery Mobile.

Para comenzar a utilizar phonegap basta con tener listo el SDK para el desarrollo para móviles de tu plataforma favorita. Para android por ejemplo basta con tener instalado eclipse 3.4 o posterior junto con una copia del SDK para android (http://developer.android.com/sdk/index.html) y el complemento ADT de eclipse.

A continuación hay que descargarse phonegap y comenzar un proyecto android en el eclipse.

1) Se crean los directorios /libs y /assets/www
2) De phonegap descargado se copian los archivos phonegap.js en /assets/www y phonegap.jar en /libs
3) En la clase Activity inicial del proyecto debe cambiar el extend Activity por extend DroidGap
4) Sustituir setContentView() por super.loadUrl(“file:///android_asset/www/index.html”);
5) Añadir el principio del fichero el import : import com.phonegap.*;
6) Añadir los permisos que vayas a utilizar para la aplicación (En el archivo AndroidManifest.xml debajo de versionName)
7) Colocar el archivo plugins.xml de phonegap en la carpeta /res/xml/

Y listos para programar en tu fichero index.html en /assets/www

Si tienes problemas y no quieres liarte con crear entornos de desarrollo para todas las plataformas puedes empezar a desarrollar directamente empleando PhoneGap build en http://build.phonegap.com/
Aquí puedes enviar tu código y recibir una aplicación lista para publicar en Market, ya sea IOS, Android, webOS, Symbian, BlackBerry, Windows Phone u otros dispositivos.

Para empezar a programar basta entender una lista de nuevos eventos y API que permiten acceder a las funcionalidades del móvil empleando sólo javascript

Como ejemplo, en phonegap está disponible el evento onDeviceReady:

<script type=”text/javascript”>
document.addEventListener(“deviceready”, onDeviceReady, false);

function onDeviceReady()
{
//llamada inicial a la API de phonegap
}
</script>

Este evento índica que se ha cargado el DOM del documento HTML y ya podemos comenzar a ejecutar nuestro código. Además tenemos estos nuevos eventos javascript disponibles en phonegap

backbutton
deviceready
menubutton
pause
resume
searchbutton
online
offline

Que permiten detectar los eventos propios asociados a un móvil para poder actuar en consecuencia. Creo que los nombres son bastante autoexplicativos.

Para acceder a toda la funcionalidad del móvil basta con estudiar la documentación de la API http://docs.phonegap.com/en/2.4.0/index.html (cuando escribí este articulo era la 2.4.0). Donde puedes ver como acceder a todo las funcionalidades del móvil empleando solamente javascript.

Espero que este artículo te sirva para atreverte con esta nueva tecnología


Robot volador logo de phoneGap

Convertir int a string in php

A pesar de que php es un lenguaje con un tipado débil. Esto significa que, para los tipos primitivos de datos, estos son convertidos automáticamente para poder operar con ellos sin que el programador tenga que hacer nada. Por lo tanto en la mayoría de las ocasiones esta operación de convertir int a string no es realmente necesaria. Sin embargo es posible que nos encontremos con algunos casos en la que si lo sea. Existen varias posibilidades para realizar esta operación:

Type casting

Basta con forzar la conversión empleando el cast (string). Exemplo:

$a = (string)345;
var_dump($a);

Funcion strval:

Directamente convierte una variable (no tiene porque ser un entero) en un string

$a = strval(354);
var_dump($a);

Conversión forzada
Forzar la conversión a cadena (string) empleando alguna operación que lo requiera

Podemos encontrar diversos ejemplos de esta técnica

$a = 456.””; //concatenación de cadenas

$b = 567;
$a = “$b”; //formación de cadenas

Benchmark

Haciendo un benchmark de todos estos métodos con una version de php 5.2.5

Este sería el código empleado:

<?php

echo ‘PHP version: ‘.phpversion().”\n\n”;

$microtime = microtime(true);
for($i=0;$i<1000000;$i++) $a = (string)567;
echo ‘Método cast: ‘.(microtime(true)-$microtime).” segundos\n”;

var_dump($a);

$microtime = microtime(true);
for($i=0;$i<1000000;$i++) $a = strval(343);
echo ‘Función strval: ‘.(microtime(true)-$microtime).” segundos\n”;

var_dump($a);

$b = 456;
$microtime = microtime(true);
for($i=0;$i<1000000;$i++) $a = $b.””; //concatenación de cadenas
echo ‘Concatenación de cadenas: ‘.(microtime(true)-$microtime).” segundos\n”;

var_dump($a);

$b = 567;
$microtime = microtime(true);
for($i=0;$i<1000000;$i++) $a = “$b”; //formación de cadenas
echo ‘Formación de cadenas: ‘.(microtime(true)-$microtime).” segundos\n”;

var_dump($a);
?>

Y estos los resultados obtenidos en mi caso:

PHP version: 5.2.5

Método cast: 6.115082025528 segundos
string(3) “567”
Función strval: 6.3874759674072 segundos
string(3) “343”
Concatenación de cadenas: 6.1379280090332 segundos
string(3) “456”
Formación de cadenas: 6.1571230888367 segundos
string(3) “567”

El método cast es el más rápido y la función strval la más lenta quizás debido a que este método tiene más funcionalidades. Los otros métodos parecen ligeramente inferiores en rapidez.

Tenemos otra artículo relacionado con este por si estas interesado en la conversión de int a string en java. Java es un lenguaje con el tipado más estricto que php por lo que conocer esta conversión de tipos para este lenguaje puede serte útil también.

Tutorial Git (recetario)

Git es un sistema de control de versiones distribuido. Los clientes de Git no se descargan la última versión de los ficheros de un proyecto: sino que se bajan el repositorio completamente. Git también permite tener más de un repositorio remoto.

Git almacena los datos como instantáneas (snapshots) del proyecto a lo largo del tiempo. Para ganar en eficiencia, si los ficheros no cambian, Git no almacena el fichero otra vez — simplemente un enlace a la versión idéntica y anterior que ha sido almacenada previamente. Git no almacena los “deltas” de los ficheros cambiados. Almacena el fichero cambiado entero.

Casi todas las operaciones en Git son locales ya que toda la información histórica está en el repositorio local.

Git verifica la integridad de ficheros empleando sumas de verificación (checksums) (empleando el algoritmo SHA-1, que devuelve una representación de 40 caracteres hexadecimales en minúscula)

Casi todas las operación simplemente añaden datos a la base de datos de Git. Es muy difícil hacer que el sistema haga algo que no se pueda deshacer.

Los 3 estados
Git tiene 3 estados principales para los ficheros que tiene bajo control: entregado (committed), modificado (modified) y (preparado) staged

Entregado (commited) – los datos han sido almacenados y están seguros en la base de datos local.
Modificado (modified) – El fichero han cambiado pero no se ha entregado todavía
Preparado (staged) – Significa que has marcado un fichero modificado en su versión ACTUAL para ser entregado en la siguiente instantánea (snapshot).

Esto nos lleva a las 3 versiones principales de un proyecto Git: el directorio Git, el directorio de trabajo y el área de preparación (staging area)

Directorio Git – es donde los metadatos y los objetos de la base de datos es almacenado (directorio .git)
El directorio de trabajo – es una de las versiones de los ficheros del proyecto (instantanea) donde el usuario generalmente modifica los ficheros
El área de preparación (staging area) es un simple fichero, generalmente contenido en el directorio Git que almacena toda la información sobre la siguiente entrega de ficheros.

Así que un fichero puede estar entregado (en el directorio Git), preparado (en el área de preparación) o modificado (solo en el directorio de trabajo)

Tordesillas 2011

No podemos seguir consintiendo que cada año Tordesillas se siga lanceando un animal, como si de la Edad Media se tratase.

Cientos de hombres montados a caballo clavan sus lanzas al toro hasta que muere desangrado, proclamándose vencedor el que consiga darle muerte.

El dolor no puede formar parte de nuestras tradiciones. Si todavía no conoces esta terrible tradición, observa este vídeo y decide si quieres hacer algo para pararlo. Rompe una lanza. Por la abolición del Toro de la Vega.

Tordesillas 2010

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Bendición pastafárica

Os dejó aquí esta bendición pastafárica para que podáis reenviar a ese amig@ que todo el mundo tiene y que a veces parece medio magufo y que se lía con los emails en cadena intentando evitar que sus queridos amigos (incluido tu) tenga cuidado con su messenger, sus mensajes de paz y amor, extraños consejos médicos o de cualquier tipo, etc, etc, etc. Sobre todo aquellos que contienen alguna maldición para aquel desgraciado que “corte” la cadena.

Bendición pastafárica

O dejo aquí transcrito el texto que aparece en la imagen:

Bendición pastafárica

NUM: 0013456

Alguien que te quiere ha detectado que reenvías demasiados emails en cadena por miedo a las amenazas que se contienen en ellos. Por ello es por lo que se ha puesto en contacto con los venerables monjes Pastafaris, guardianes del magnífico Monstruo Volador del Espagueti. Sólo tú y unos pocos malditos habéis sido elegidos para recibir este antiguo manuscrito pastafari

Con la lectura del mismo, estás absuelto de toda maldición recibida por el no-reenvío de emails en cadena que pudieras haber realizado en el pasado y que harás en el futuro. El Gran Dios velará por tu salud colmándote de bendiciones cada vez que decidas no reenviar un email. Esta bendición permanecerá durante toda tu vida y perdurará durante generaciones y generaciones…

A partir de ahora, no será necesario que reenvies emails, ya que las amenazas que en ellos se contienen ya no tendrán efecto. Si decides caer en la tentación de reenviar un email recuerda que el Monstruo Volador está vigilando a todas horas, y que traicionarlo supondría una maldición que nadie en este mundo ha sufrido aún debido a su extrema crueldad.

Recuerda, no reenvies emails, el Espaguetti te está mirando.

Consejo de sabios Pastafaris

Big Bang

Hace pocos días ha salido a la luz unos resultados experimentales de dos grupos de investigación del Fermilab (DZero y CDF). Estos resultados han obtenido cierta relevancia en internet, apareciendo en algunos blogs. Algunos de ellos son los siguientes:

http://francisthemulenews.wordpress.com/2011/07/01/confirmada-a-4-sigma-la-asimetria-cp-en-los-mesones-bs-neutros-tras-analizar-9-fb-de-colisiones-en-dzero-del-tevatron-en-el-fermilab/

http://ultima-hora.bichotoblog.com/confirmada-a-4-sigma-la-asimetria-cp-en-los-mesones-bs-neutros-tras-analizar-9-fb-de-colisiones-en-dzero.html

http://resonaances.blogspot.com/2011/07/d0-4-sigma-like-sign-dimuon-anomaly.html

Vista aerea del Fermilab con localización de DZero y CDF

Todos ellos basados en estos resultados experimentales hechos públicos hasta la fecha:

http://arxiv.org/pdf/1106.6308v1
http://www-d0.fnal.gov/Run2Physics/WWW/results/final/B/B11B/BruceHoeneisen_WineCheese30June2011.pdf

También han surgido algunas críticas en cuanto al lenguaje empleado en estos artículos que ciertamente no eran dirigidos a neofitos en la materia. Muchos de ellos eran simples copias/traducciones de las publicaciones de estos científicos.

En el siguiente artículo trataré de explicar lo que se comenta en alguno de estos artículos y su importancia relativa. Para ello empezaré copiando parte del artículo de francisthemulenews.wordpress.com para intentar ir explicando lo que se dice aquí y su significado:

El modelo estándar de las partículas elementales predice un valor de −0,028 ± 0,005 pero el experimento DZero del Tevatrón en el Fermilab ha obtenido un valor de −0,787 ± 0,172 (stat) ± 0,093 (syst), que difieren en 3,9 σ (desviaciones estándares), es decir, con una confianza estadística del 99,99%. Casi un descubrimiento definitivo (que requiere 5 σ), este resultado indica que la violación de la simetría CP en la física de los mesones Bs neutros, formados por un par quark-antiquark de tipo bottom (b) y extraño (s), es mucho mayor de lo predicho por el modelo estándar. Aún no se conoce el origen de esta asimetría CP y por qué solo parece actuar sobre los mesones Bs, pero dicha fuente podría ser la responsable de la asimetría entre materia y antimateria en el universo temprano. En1964, los físicos Christenson, Cronin, Fitch, y Turlay descubrieron una asimetría CP similar en los mesones K neutros, compuestos de un par quark-antiquark strange (s) y down (d), pero dicha asimetría es más débil de lo necesario para explicar la asimetría observada en el universo entre materia y antimateria, lo que sugiere que debe haber otras asimetrías CP adicionales y la nueva asimetría en mesones Bs podría ser la respuesta. Os recuerdo que la asimetría CP indica que el mesón Bs formado por un quark b y un antiquark s se desintegra de forma diferente al formado por un quark s y un antiquark b. Los dos experimentos del Tevatrón, CDF y DZero, han observado esta anomalía. Seguramente durante este verano se publicarán resultados sobre ella en los experimentos del LHC del CERN, en concreto ATLAS, CMS y sobre todo LHCb; para finales de este año sabremos de forma definitiva si esta anomalía existe. Muchos creen que el primer gran resultado científico del LHC del CERN será la confirmación de esta anomalía y de que tiene la magnitud suficiente para explicar la asimetría entre materia y antimateria en el universo. Los interesados en detalles técnicos pueden consultar el artículo técnico DZero Collaboration, “Measurement of the anomalous like-sign dimuon charge asymmetry with 9 fb^-1 of p pbar collisions,” ArXiv, 30 Jun 2011 [todas las figuras del estudio]. También recomiendo consultar la charla de Bruce Hoeneisen, “Measurement of the anomalous like-sign dimuon charge asymmetry with 9 /fb of p-pbar collisions,” Fermilab Wine & Cheese, 30 June 2011.

Pues bien, para comenzar por el principio necesitamos saber que es eso del “modelo estándar de las partículas elementales“. Pues bien este modelo estándar de la física de partículas es una teoria que trata de explicar las interacciones que gobiernan las relaciones entre partículas elementales que componen toda la materia de nuestro universo. Esta teoría está basada en la teoría cuántica de campos y es consistente con la relatividad especial y la mecánica cuantica. Es una teoría no completa pues sólo tiene en cuenta 3 de las 4 interacciones fundamentales: la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil. Quedando excluida la gravitatoria.

Las interacciones nucleares tanto fuertes como debiles tienen un rango de actuación muy limitado. Confinados en regiones inferiores a las de un núcleo atómico (de ahí su nombre). La fuerza nuclear fuerte tiene un alcance inferior a 10^-15 metros (los neutrones y protones son sólo alrededor de 3 veces más grandes). Y la fuerza nuclear débil tiene un alcance de como mucho 10^-18 metros. Mil veces más pequeño que un núcleo atómico. Además esta fuerza es 10^13 veces más débil que la fuerza nuclear fuerte de ahí su nombre.

Por otro lado necesitamos conocer también cuales son las partículas elementales de este modelo. Podemos clasificar estas partículos en 2 grandes grupos: los bosones y los fermiones

Los bosones tienen las siguientes características:

– Tienen un momento angular intrínseco o espín entero (0,1,2,…)
– No cumplen el principio de exclusión de Pauli y siguen la estadística de Bose-Einstein
– La función de onda cuántica que describe sistemas de bosones es simétrica respecto al intercambio de partículas

La segunda y tercera característica son consecuencia de la primera.

Existen bosones compuestos como el pión, el núcleo de deuterio, los núcleos de helio-4 (partículas alfa) o en definitiva cualquier núcleo de espín entero. Los bosones simples serían: los fotones (responsables de la interacción electromagnética), los bosones W y Z (responsables de la interacción débil), los gluones (responsables de la interacción fuerte), el bosón de Higgs (teórico) y los bosones X (teóricos)

Son este tipo de pártículas las mediadoras en las interacciones fundamentales. Un bosón virtual interacciona con fermiones reales dando lugar a dichas interacciones o fuerzas fundamentales.

Los fermiones es el otro tipo de partícula sus caracteristicas principales son:

– Tienen un espín semientero (1/2,3/2,…)
– Cumplén el principio de exclusión de Pauli y siguen las estadísticas de Fermi-Dirac
– Tienen funciones de onda antisimétricas

Una partícula compuesta, formada por varias elementales, será un fermión o un bosón dependiendo sólo del número de fermiones que contenga. Si tiene un número par de fermiones será un bosón y si contiene un número impar será un fermión.

Las partículas elementales que son fermiones serán los quark (sufren la interacción nuclear fuerte) y los leptones (electrones, muones, taones y los 3 neutrinos de cada uno de los anteriores). Los leptones no experimentan la interacción fuerte.

Los quarks por su parte se presentan en 6 sabores diferentes (arriba (up), abajo (down), cima (top), fondo (bottom), encanto (charm) y extraño (strange))) y nunca se encuentran aislados en la naturales sino siempre formando agrupaciones llamadas hadrones. Una agrupación de 2 quarks es conocida como mesón y una de 3 como bariones. Existen evidencias experimentales de que existen tetraquarks y pentaquarks (agrupaciones de 4 y 5 quarks respectivamente).

Los mesones estarían formados por quark y antiquark y dos ejemplos de este grupo de partículas serían los piones y los kaones. Este es el grupo de partículas que se mencionan en el artículo. Concretamente la de los mesones Bs neutros formados por un quark/antiquark fondo y un quark/antiquark extraño.

Los bariones por su parte están formados por agrupaciones de 3 quarks y pertenecen a este grupo los neutrones y los protones. Aunque existen multitud de ellos aunque son todos inestables.

He mencionado arriba la dicotomía particula/antipartícula, o quark-antiquark. Una particula se diferencia de su antipartícula exclusivamente en que tiene una carga de sentido contrario a esta.

Pues bien ya tenemos todos los ingredientes necesarios para entender lo que es el modelo estándar. Sólo nos falta saber algo sobre las reglas que determinan las interacciones permitidas entre las partículas elementales. Recordemos que existen 3 tipos de interacciones en el modelo estándar (electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil) y las partículas que, resumiendo, podemos dividir en bosones y fermiones.

Las interacción entre las partículas se pueden representar mediante lo que se conoce como diagramas de Feymann

Diagrama de Feymann mostrando la aniquilación de un electrón y un positrón produciendo quarks y gluones

Ahora sólo hay que ver que reglas siguen todas estas interacciones. Pues bien; las reglas principales para poder predecir que tipos de interacciones puede darse entre diferentes partículas no son más que las dictadas por las leyes de conservación que deben seguir todas estas interacciones. Por ejemplo una de ellas es la de la conservación de la carga. La carga debe permanecer igual en una interacción. Otra la conservación del espín. Existen multitud de ellas. Pero ¿De donde surgen estas leyes de conservación?

La matemática alemana Emmy Noether enunció un teorema que dice lo siguiente “Toda simetría lleva asociada un ley de conservación y viceversa”. Este teorema, llamado teorema de Noether, es quizás uno de los teoremas matemáticos más importantes jamás probados entre los que guían el desarrollo de la física moderna.

Ahora la pregunta queda reformulada de la siguiente manera ¿Cuales son las simetrías que existen en nuestro universo? (y que a su vez definirán las leyes de conservación que rigen las relaciones entre las partículas elementales)

Existen 3 tipos principales de simetrías:

La simetría C (carga) o simetría de carga: Las leyes de la física serían las mismas si se pudiesen intercambiar las partículas con carga positiva y las de carga negativa.

La simetría P (paridad) o simetría especular: El universo se comportaría igual que su imagen especular

La simetría T (tiempo) o simetría temporal: El universo se comportaría igual si invirtieramos el avance sobre el tiempo

Existen además combinaciones de estas simetrías. Por ejemplo la simetría CP sería la unión de la simetría C y la simetría P

La interacción nuclear fuerte, la gravedad y el electromagnetismo cumplen la simetría CP. Pero a mediados del siglo XX se descubrió que la interacción débil no cumple esta simetría. Como se menciona en el artículo esto fue en 1964 por los físicos Christenson, Cronin, Fitch, y Turlay. Esta interacción débil es la que se manifiesta en ciertas desintegraciones radiactivas.

Admitiendo la violación de esta simetría se puede explicar por qué en el universo existe más materia que antimateria.

El artículo trata precisamente de este tema. Tras estudiar un tipo de mesones Bs neutros formados por quark y antiquark bottom y strange se afirma que el efecto de la violación de simetría CP es mayor de lo esperado bajo las predicciones del modelo estadar además de que la interacción detectada puede implicar la existencia de una partícula desconocida y de un neutrino. Aunque el rango de certeza no es suficiente hasta la fecha para afirmarlo con rotundidad. Es posible que el LHC (Large Hadron Collider en Ginebra) pueda arrojar más luz sobre este descubrimiento.

Glosario de terminos empleado en el artículo (para entenderlo todavia mejor)

Tevatrón: acelerador de partículas circular del Fermilab Batavia, Illinois (Estados Unidos), es un sincrotrón que acelera protones y antiprotones hasta casi 1 TeV
D0 o DZero nombre experimento consistente en coloboración mundial de cientificos para descubir la naturaleza fundamental de la materia en Fermilab
CDF (collider detector at Fermilab) otro de los experimentos de colaboración dedicado al estudio de colisiones de partículas a altas energías
σ (desviacion estándar o desviación típica) medida de la centralización o dispersión en una dispersión de datos respecto al valor promedio. En una distribución normal
fm femtometro es igual a 10^-15 metros
b barn son unidades de area empleados para medirr la area eficaz en las colisiones entre partículas 1 barn = 10^-28 metros cuadrados y es igual aproximadamente al núcleo de un átomo de uránio.

Imagen del LHC (large hadron collider) cerca de Ginebra
Imagen del LHC (large hadron collider) cerca de Ginebra

La historia de las cosas

El vídeo que presentamos a continuación ya apareció hace algunos años en Internet pero ahora sigue estando de rabiosa actualidad. Porque ya de aquella predecía que nuestro sistema estaba en crisis. Que nuestros gobiernos servían a los intereses de los mercados/corporaciones y que toda nuestra sociedad estaba basada en un voraz consumismo insostenible. A donde nos ha llevado esto además de a un sistema en crisis… Un dato da que pensar: la sustancia con los niveles más altos de los distintos tóxicos de nuestra cadena alimenticia es… ¡La leche materna!.

Aquí tenéis el vídeo de la historia de las cosas:



Da que pensar ¿verdad?

El modelo estándar de las partículas elementales

Hace pocos días ha salido a la luz unos resultados experimentales de dos grupos de investigación del Fermilab (DZero y CDF). Estos resultados han obtenido cierta relevancia en internet, apareciendo en algunos blogs. Algunos de ellos son los siguientes:

http://francisthemulenews.wordpress.com/2011/07/01/confirmada-a-4-sigma-la-asimetria-cp-en-los-mesones-bs-neutros-tras-analizar-9-fb-de-colisiones-en-dzero-del-tevatron-en-el-fermilab/

http://ultima-hora.bichotoblog.com/confirmada-a-4-sigma-la-asimetria-cp-en-los-mesones-bs-neutros-tras-analizar-9-fb-de-colisiones-en-dzero.html

http://resonaances.blogspot.com/2011/07/d0-4-sigma-like-sign-dimuon-anomaly.html

Vista aerea del Fermilab con localización de DZero y CDF

Todos ellos basados en estos resultados experimentales hechos públicos hasta la fecha:

http://arxiv.org/pdf/1106.6308v1
http://www-d0.fnal.gov/Run2Physics/WWW/results/final/B/B11B/BruceHoeneisen_WineCheese30June2011.pdf

También han surgido algunas críticas en cuanto al lenguaje empleado en estos artículos que ciertamente no eran dirigidos a neofitos en la materia. Muchos de ellos eran simples copias/traducciones de las publicaciones de estos científicos.

En el siguiente artículo trataré de explicar lo que se comenta en alguno de estos artículos y su importancia relativa. Para ello empezaré copiando parte del artículo de francisthemulenews.wordpress.com para intentar ir explicando lo que se dice aquí y su significado:

El modelo estándar de las partículas elementales predice un valor de −0,028 ± 0,005 pero el experimento DZero del Tevatrón en el Fermilab ha obtenido un valor de −0,787 ± 0,172 (stat) ± 0,093 (syst), que difieren en 3,9 σ (desviaciones estándares), es decir, con una confianza estadística del 99,99%. Casi un descubrimiento definitivo (que requiere 5 σ), este resultado indica que la violación de la simetría CP en la física de los mesones Bs neutros, formados por un par quark-antiquark de tipo bottom (b) y extraño (s), es mucho mayor de lo predicho por el modelo estándar. Aún no se conoce el origen de esta asimetría CP y por qué solo parece actuar sobre los mesones Bs, pero dicha fuente podría ser la responsable de la asimetría entre materia y antimateria en el universo temprano. En1964, los físicos Christenson, Cronin, Fitch, y Turlay descubrieron una asimetría CP similar en los mesones K neutros, compuestos de un par quark-antiquark strange (s) y down (d), pero dicha asimetría es más débil de lo necesario para explicar la asimetría observada en el universo entre materia y antimateria, lo que sugiere que debe haber otras asimetrías CP adicionales y la nueva asimetría en mesones Bs podría ser la respuesta. Os recuerdo que la asimetría CP indica que el mesón Bs formado por un quark b y un antiquark s se desintegra de forma diferente al formado por un quark s y un antiquark b. Los dos experimentos del Tevatrón, CDF y DZero, han observado esta anomalía. Seguramente durante este verano se publicarán resultados sobre ella en los experimentos del LHC del CERN, en concreto ATLAS, CMS y sobre todo LHCb; para finales de este año sabremos de forma definitiva si esta anomalía existe. Muchos creen que el primer gran resultado científico del LHC del CERN será la confirmación de esta anomalía y de que tiene la magnitud suficiente para explicar la asimetría entre materia y antimateria en el universo. Los interesados en detalles técnicos pueden consultar el artículo técnico DZero Collaboration, “Measurement of the anomalous like-sign dimuon charge asymmetry with 9 fb^-1 of p pbar collisions,” ArXiv, 30 Jun 2011 [todas las figuras del estudio]. También recomiendo consultar la charla de Bruce Hoeneisen, “Measurement of the anomalous like-sign dimuon charge asymmetry with 9 /fb of p-pbar collisions,” Fermilab Wine & Cheese, 30 June 2011.

Pues bien, para comenzar por el principio necesitamos saber que es eso del “modelo estándar de las partículas elementales“. Pues bien este modelo estándar de la física de partículas es una teoria que trata de explicar las interacciones que gobiernan las relaciones entre partículas elementales que componen toda la materia de nuestro universo. Esta teoría está basada en la teoría cuántica de campos y es consistente con la relatividad especial y la mecánica cuantica. Es una teoría no completa pues sólo tiene en cuenta 3 de las 4 interacciones fundamentales: la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil. Quedando excluida la gravitatoria.

Las interacciones nucleares tanto fuertes como debiles tienen un rango de actuación muy limitado. Confinados en regiones inferiores a las de un núcleo atómico (de ahí su nombre). La fuerza nuclear fuerte tiene un alcance inferior a 10^-15 metros (los neutrones y protones son sólo alrededor de 3 veces más grandes). Y la fuerza nuclear débil tiene un alcance de como mucho 10^-18 metros. Mil veces más pequeño que un núcleo atómico. Además esta fuerza es 10^13 veces más débil que la fuerza nuclear fuerte de ahí su nombre.

Por otro lado necesitamos conocer también cuales son las partículas elementales de este modelo. Podemos clasificar estas partículos en 2 grandes grupos: los bosones y los fermiones

Los bosones tienen las siguientes características:

– Tienen un momento angular intrínseco o espín entero (0,1,2,…)
– No cumplen el principio de exclusión de Pauli y siguen la estadística de Bose-Einstein
– La función de onda cuántica que describe sistemas de bosones es simétrica respecto al intercambio de partículas

La segunda y tercera característica son consecuencia de la primera.

Existen bosones compuestos como el pión, el núcleo de deuterio, los núcleos de helio-4 (partículas alfa) o en definitiva cualquier núcleo de espín entero. Los bosones simples serían: los fotones (responsables de la interacción electromagnética), los bosones W y Z (responsables de la interacción débil), los gluones (responsables de la interacción fuerte), el bosón de Higgs (teórico) y los bosones X (teóricos)

Son este tipo de pártículas las mediadoras en las interacciones fundamentales. Un bosón virtual interacciona con fermiones reales dando lugar a dichas interacciones o fuerzas fundamentales.

Los fermiones es el otro tipo de partícula sus caracteristicas principales son:

– Tienen un espín semientero (1/2,3/2,…)
– Cumplén el principio de exclusión de Pauli y siguen las estadísticas de Fermi-Dirac
– Tienen funciones de onda antisimétricas

Una partícula compuesta, formada por varias elementales, será un fermión o un bosón dependiendo sólo del número de fermiones que contenga. Si tiene un número par de fermiones será un bosón y si contiene un número impar será un fermión.

Las partículas elementales que son fermiones serán los quark (sufren la interacción nuclear fuerte) y los leptones (electrones, muones, taones y los 3 neutrinos de cada uno de los anteriores). Los leptones no experimentan la interacción fuerte.

Los quarks por su parte se presentan en 6 sabores diferentes (arriba (up), abajo (down), cima (top), fondo (bottom), encanto (charm) y extraño (strange))) y nunca se encuentran aislados en la naturales sino siempre formando agrupaciones llamadas hadrones. Una agrupación de 2 quarks es conocida como mesón y una de 3 como bariones. Existen evidencias experimentales de que existen tetraquarks y pentaquarks (agrupaciones de 4 y 5 quarks respectivamente).

Los mesones estarían formados por quark y antiquark y dos ejemplos de este grupo de partículas serían los piones y los kaones. Este es el grupo de partículas que se mencionan en el artículo. Concretamente la de los mesones Bs neutros formados por un quark/antiquark fondo y un quark/antiquark extraño.

Los bariones por su parte están formados por agrupaciones de 3 quarks y pertenecen a este grupo los neutrones y los protones. Aunque existen multitud de ellos aunque son todos inestables.

He mencionado arriba la dicotomía particula/antipartícula, o quark-antiquark. Una particula se diferencia de su antipartícula exclusivamente en que tiene una carga de sentido contrario a esta.

Pues bien ya tenemos todos los ingredientes necesarios para entender lo que es el modelo estándar. Sólo nos falta saber algo sobre las reglas que determinan las interacciones permitidas entre las partículas elementales. Recordemos que existen 3 tipos de interacciones en el modelo estándar (electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil) y las partículas que, resumiendo, podemos dividir en bosones y fermiones.

Las interacción entre las partículas se pueden representar mediante lo que se conoce como diagramas de Feymann

Diagrama de Feymann mostrando la aniquilación de un electrón y un positrón produciendo quarks y gluones

Ahora sólo hay que ver que reglas siguen todas estas interacciones. Pues bien; las reglas principales para poder predecir que tipos de interacciones puede darse entre diferentes partículas no son más que las dictadas por las leyes de conservación que deben seguir todas estas interacciones. Por ejemplo una de ellas es la de la conservación de la carga. La carga debe permanecer igual en una interacción. Otra la conservación del espín. Existen multitud de ellas. Pero ¿De donde surgen estas leyes de conservación?

La matemática alemana Emmy Noether enunció un teorema que dice lo siguiente “Toda simetría lleva asociada un ley de conservación y viceversa”. Este teorema, llamado teorema de Noether, es quizás uno de los teoremas matemáticos más importantes jamás probados entre los que guían el desarrollo de la física moderna.

Ahora la pregunta queda reformulada de la siguiente manera ¿Cuales son las simetrías que existen en nuestro universo? (y que a su vez definirán las leyes de conservación que rigen las relaciones entre las partículas elementales)

Existen 3 tipos principales de simetrías:

La simetría C (carga) o simetría de carga: Las leyes de la física serían las mismas si se pudiesen intercambiar las partículas con carga positiva y las de carga negativa.

La simetría P (paridad) o simetría especular: El universo se comportaría igual que su imagen especular

La simetría T (tiempo) o simetría temporal: El universo se comportaría igual si invirtieramos el avance sobre el tiempo

Existen además combinaciones de estas simetrías. Por ejemplo la simetría CP sería la unión de la simetría C y la simetría P

La interacción nuclear fuerte, la gravedad y el electromagnetismo cumplen la simetría CP. Pero a mediados del siglo XX se descubrió que la interacción débil no cumple esta simetría. Como se menciona en el artículo esto fue en 1964 por los físicos Christenson, Cronin, Fitch, y Turlay. Esta interacción débil es la que se manifiesta en ciertas desintegraciones radiactivas.

Admitiendo la violación de esta simetría se puede explicar por qué en el universo existe más materia que antimateria.

El artículo trata precisamente de este tema. Tras estudiar un tipo de mesones Bs neutros formados por quark y antiquark bottom y strange se afirma que el efecto de la violación de simetría CP es mayor de lo esperado bajo las predicciones del modelo estadar además de que la interacción detectada puede implicar la existencia de una partícula desconocida y de un neutrino. Aunque el rango de certeza no es suficiente hasta la fecha para afirmarlo con rotundidad. Es posible que el LHC (Large Hadron Collider en Ginebra) pueda arrojar más luz sobre este descubrimiento.

Glosario de terminos empleado en el artículo (para entenderlo todavia mejor)

Tevatrón: acelerador de partículas circular del Fermilab Batavia, Illinois (Estados Unidos), es un sincrotrón que acelera protones y antiprotones hasta casi 1 TeV
D0 o DZero nombre experimento consistente en coloboración mundial de cientificos para descubir la naturaleza fundamental de la materia en Fermilab
CDF (collider detector at Fermilab) otro de los experimentos de colaboración dedicado al estudio de colisiones de partículas a altas energías
σ (desviacion estándar o desviación típica) medida de la centralización o dispersión en una dispersión de datos respecto al valor promedio. En una distribución normal
fm femtometro es igual a 10^-15 metros
b barn son unidades de area empleados para medirr la area eficaz en las colisiones entre partículas 1 barn = 10^-28 metros cuadrados y es igual aproximadamente al núcleo de un átomo de uránio.

Imagen del LHC (large hadron collider) cerca de Ginebra
Imagen del LHC (large hadron collider) cerca de Ginebra