Podcast CB SyR 495: Cráneo de Éfeso, SETI, vino romano, cuásar 1ES 1927+654 y parapartículas en Nature
Te recomiendo disfrutar del episodio 495 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox A, iVoox B; ApplePodcast A, ApplePodcast B], titulado “Cráneo de Éfeso; SETI; Vino Romano; Cuásar; Parapartículas”, 16 ene 2025. «La tertulia semanal en […] La entrada Podcast CB SyR 495: Cráneo de Éfeso, SETI, vino romano, cuásar 1ES 1927+654 y parapartículas en Nature fue escrita en La Ciencia de la Mula Francis.
Te recomiendo disfrutar del episodio 495 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVoox A, iVoox B; ApplePodcast A, ApplePodcast B], titulado “Cráneo de Éfeso; SETI; Vino Romano; Cuásar; Parapartículas”, 16 ene 2025. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. Cara A: Nombrando el nuevo pódcast (5:00). El cráneo del Octágono de Éfeso (14:30). Breakthrough Listen usa el centelleo interstellar para ayudar en la búsqueda de señales de radio extraterrestres (39:30). Cara B: Breakthrough Listen (parte 2) (00:02). Patrocinio de AICAD. Visita https://www.aicad.es/ (14:12). Vino romano de la Bética (15:52). Evolución en tiempo real del entorno de un agujero negro supermasivo (57:52). Parapartículas más allá de bosones y fermiones (1:38:52). Señales de los oyentes (2:07:52). Imagen de portada realizada por Héctor Socas. Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso».
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Como muestra el vídeo participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro /@hectorsocas.bsky.social / @HSocasNavarro@bird (@pCoffeeBreak / @pCoffeeBreak.bsky), María Ribes Lafoz @Neferchitty / @Neferchitty.bsky, y Francis Villatoro @eMuleNews / @eMuleNews.bsky / @eMuleNews@mathstodon. Por cierto, agradezco a Manu Pombrol @ManuPombrol el diseño de mi fondo para Zoom; muchas gracias, Manu.
Tras la presentación de Héctor, María nos habla sobre el cráneo del Octágono de Éfeso (Turquía), descubierto en un sarcófago en excavaciones de 1929. Se había sugerido que podría ser el cráneo de Arsinoe IV, hija de Ptolomeo XII y hermana menor de Cleopatra VII, que se supone que fue asesinada en el año 41 a.e.c. en Éfeso. Se publica en Scientific Reports un análisis morfológico, genético y de datación con carbono-14 del cráneo, junto a un fémur y una costilla de la misma tumba. La genética confirma que se trata de un hombre, luego se excluye que sea Arsinoe IV. Falleció entre el 205 y el 36 a.e.c. con una edad entre 11 y 14 años, que padecía trastornos del desarrollo graves. Poco más aporta el nuevo estudio, que se ha publicado en Gerhard W. Weber, Petra G. Šimková, …, Ron Pinhasi, «The cranium from the Octagon in Ephesos,» Scientific Reports 15: 943 (10 Jan 2025), doi: https://doi.org/10.1038/s41598-024-83870-x.
Héctor nos comenta un artículo sobre el programa Breakthrough Listen (que financia Yuri Milner) para la búsqueda de vida inteligente usando tecnomarcadores. Se ha usado por primera vez un fenómeno llamado centelleo; las estrellas titilan en el cielo por efecto de las variaciones de la densidad de la atmósfera y un fenómeno similar ocurre con las señales de radio, pero debido a los cambios en la densidad de electrones en el medio interestelar. Se ha realizado una búsqueda en el centro galáctico y en el plano galáctico en la banda C (3.95–8.0 GHz) utilizando el radiotelescopio Robert C. Byrd Green Bank (GBT). Se han observado 6108 eventos candidatos, que han sido sometidos a pruebas para desvelar si su origen es humano; todas lo eran salvo dos de ellas. Pero un análisis posterior, mucho más detallado, ha mostrado que su origen también es terrestre (un fenómeno muy improbable que no se tuvo en cuenta en el primer análisis). Por tanto, no se ha encontrado con la nueva técnica basada en centelleo ninguna evidencia de señales de banda estrecha con tasas de deriva en ±10 Hz/s con una potencia radiada isotrópica por encima de 1.9 × 10¹⁷ W a una distancia de 8.5 kpc.
Héctor nos destaca que desde Como es obvio, si hubieran observado algo ya lo sabríamos todos. El nuevo artículo es negativo en cuanto a resultado, pero positivo en cuanto a la técnica de centelleo, pues prueba que es útil para la búsqueda de este tipo de señales. Héctor sueña con que en las próximas décadas se descubra una señal firme gracias a esta técnica de centelleo. El artículo es Bryan Brzycki, Andrew P. V. Siemion, …, Sofia Z. Sheikh, «The Breakthrough Listen Search for Intelligent Life: Galactic Center Search for Scintillated Technosignatures,» The Astronomical Journal 168: 284 (22 Nov 2024), doi: https://doi.org/10.3847/1538-3881/ad7e18.
Héctor agradece el patrocinio de AICAD Business School (https://www.aicad.es). Aicad es la empresa de Inma Vega y Ermel, oyentes del programa desde hace nueve años y personas cientófilas. Nos anuncia la semana de la inteligencia artificial (IA Week 2025), un evento gratuito desde el 20 al 23 enero 2025, aunque hay que registrarse en la página web https://www.aicad.es/events/ia-week-2025. También ofertan un máster de inteligencia artificial (para nuestros oyentes habrá un descuento, solo tienen que decir que lo son al inscribirse).
Nos cuenta María un artículo sobre el vino romano de la Bética. En 2019 se halló en un mausoleo romano de Carmona (Sevilla, España) una urna de cenizas de unos 2000 años de antigüedad que contenía un líquido rojizo. Se ha publicado un estudio arqueoquímico del líquido que lo ha identificado como el vino más antiguo conservado en estado líquido. Se usó espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) para determinar los elementos químicos en las sales minerales del vino y cromatografía líquida de alta resolución acoplada a espectrometría de masas (HPLC-MS) para identificar los polifenoles presentes. El perfil de sales minerales y la detección y cuantificación de algunos polifenoles característicos, permiten identificar el líquido como vino blanco (no contiene ácido siríngico, sustancia liberada en la descomposición de la malvidina, que le da el tono rojo al vino tinto, durante el envejecimiento del vino).
Héctor nos explica de forma breve como funciona la técnica HPLC-MS. El artículo es Daniel Cosano, Juan Manuel Román, …, José Rafael Ruiz Arrebola, «New archaeochemical insights into Roman wine from Baetica,» Journal of Archaeological Science: Reports 57: 104636 (16 Jun 2024), doi: https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2024.104636.
Me toca comentar un artículo en Nature sobre parapartículas más allá de bosones y fermiones. El cambio de la función de onda de un sistema de dos partículas indistinguibles cuando son intercambiadas debe cumplir Ψ(x,y) = c Ψ(y,x), con c² = 1; en 3D hay dos casos, c = 1 para bosones y c = −1 para fermiones (en 2D existe la posibilidad de que c = exp(i θ), que conduce a los alones, anyons en inglés, mal llamados aniones). La idea de la paraestadística es usar funciones de onda multicomponentes con índices I, de forma que ΨI(x,y) = ΣJ RIJ ΨJ(y,x), donde las matrices R cumplen con la propiedad R² = 1.
Para n partículas, el intercambio de dos partículas xi y xj se puede obtener aplicando intercambios de xj y xj+1, por lo que basta usar matrices Rj que intercambian las partículas xj y xj+1. Dichas matrices cumplen, además de Rj² = 1, que Rj−1RjRj−1 = RjRj−1Rj, y que RiRj = RjRi para |i-j|≥2. Estas matrices definen una representación lineal del grupo de permutaciones de n elementos (partículas en este caso), también llamado grupo simétrico Sn (el grupo de todas las biyecciones entre n elementos).
Se llaman parapartículas a las que siguen la paraestadística definida por las matrices R, que tiene su origen en ideas de Pauli, pero fue descrita de forma rigurosa por Green (1953). Este trabajo fue olvidado por el teorema no go de Doplicher–Haag–Roberts (1971), que demostró que si las parapartículas son objetos locales descritos por un hamiltoniano local, entonces equivalen a conjuntos de fermiones y bosones; es decir, en 3D solo existen fermiones y bosones.
El nuevo artículo en Nature de Wang y Hazzard de la Universidad de Rice (EEUU) logra superar dicho teorema proponiendo que las parapartículas sean objetos no locales (como los extremos de una cuerda) descritos por una hamiltoniano local. Para ello introducen un nuevo método de segunda cuantización, con operadores de creación y aniquilación de parapartículas, que permiten construir operadores en un álgebra de Lie general lineal
La idea es fascinante y el uso de iconos gráficos hace que el artículo sea muy vistoso. Pero me parece la paraestadística no tiene recorrido en física fundamental (aunque el artículo especula con esta posibilidad). Sin embargo, el concepto de cuasipartículas no locales ya se observan en ciertos materiales, por ello los autores proponen que las parapartículas podrían emerger como cuasipartículas en algún sistema físico en materia condensa. Como ejemplo, proponen un análogo de un modelo de espines en 2D, pero con parapartículas; dicho modelo es muy sencillo y se ha obtenido su solución exacta. Quizás incentive la búsqueda experimental de las parapartículas (yo creo que ayuda mucho más que la teoría se haya publicado en Nature). El artículo Zhiyuan Wang, Kaden R. A. Hazzard, «Particle exchange statistics beyond fermions and bosons,» Nature 637: 314-318 (08 Jan 2025), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-024-08262-7, arXiv:2308.05203 [quant-ph] (09 Aug 2023). Algunos argumentos a favor de la posibilidad teórica de observar parapartículas en experimentos se ofrecen en Francesco Toppan, «On the detectability of paraparticles beyond bosons and fermions,» arXiv:2411.18313 [math-ph] (27 Nov 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.18313.
Héctor comenta un par de artículos sobre una enana blanca (Daredevil) que orbita un agujero negro. El primero artículo analiza el cuásar 1ES 1927+654 (primer catálogo del satélite Einstein, 1ES, con coordenadas 19:27 AR y 6°54″). Este cuásar ha cambiado de tipo II, con líneas espectrales estrechas, a tipo I, con líneas anchas, para retornar a tipo II. En 2011 se pensaba que era de tipo II, pero en marzo de 2018 emitió de forma intensa como si fuera de tipo I, pero dicha emisión desapareció en agosto de 2018 (lo que se interpreta como desapareció su corona de materia), volviendo en mayo de 2019 a ser de tipo II. En mayo de 2022 el cuásar pasó de ocupar un solo píxel en la imagen a ocupar hasta cuatro píxeles, lo que se interpreta como la primera observación de la emergencia de un chorro (en concreto de la emisión asociada al cruce del chorro con la corona toroidal que rodea al cuásar).
En el artículo se usan las observaciones para discriminar entre dos posibles modelos de formación del chorro, el de Blandford-Znajek (1977), según el cual se forma por extracción de energía rotacional del agujero negro, que pierde momento angular, y el de Blandford-Payne (1982), según el cual se extrae energía del disco de acreción. La interpretación de las observaciones (la evolución en directo de unos pocos píxeles) presentada en el artículo favorece el modelo de Blandford-Znajek.
El segundo artículo (aceptado en Nature) muestra unas oscilaciones cuasiperiódicas en la señal cuyo periodo crece desde mediados de 2022 hasta finales de 2023. Esta señal sugiere que hay un cuerpo que orbite el agujero negro, pero no puede ser una estrella de tipo solar. Los autores proponen que se trata de una enana blanca en órbita a unos 10 radios de Schwarzchild, que está perdiendo materia, parte del cual cae en el agujero negro (sería el objeto más cercano a un agujero negro que hemos llegado a observar, aunque de forma indirecta). Héctor enfatiza que esta interpretación debe ser cogida con alfileres, dado la poca información que disponemos. La interpretación de imágenes de pocos píxeles siempre genera muchas dudas.
Los artículos son Sibasish Laha, Eileen T. Meyer, …, Darshan Kakkad, «Multi-wavelength observations of a jet launch in real time from the post-changing-look Active Galaxy 1ES 1927+654,» arXiv:2501.02340 [astro-ph.HE] (04 Jan 2025), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.02340; y Megan Masterson, Erin Kara, …, Jingyi Wang, «Millihertz Oscillations Near the Innermost Orbit of a Supermassive Black Hole,» Accepted in Nature, arXiv:2501.01581 [astro-ph.HE] (03 Jan 2025), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.01581. Más información divulgativa en Robert Lea, «‘Daredevil’ white dwarf star could be closest-known object to a weird black hole,» Space.com, 13 Jan 2025; Francis Reddy, «Astronomers Catch Unprecedented Features at Brink of Active Black Hole,» News NASA, 13 Jan 2025.
Y pasamos a Señales de los Oyentes. Gabriel Osorio pregunta si esas parapartículas adoptadas en computación cuántica añadirían robustez a los cúbits. Contesto que dicha aplicación ha sido la más atractiva para los medios que se han hecho eco de esta noticia. Pero el artículo en Nature es teórico, sin ninguna discusión de posibles aplicaciones a computación cuántica (que se menciona al final del artículo). En computación cuántica se ha propuesto el uso de cúbits robustos basados en cuasipartículas con robustez topológica; las parapartículas podrían ofrecer dicha robustez, pero aún no han sido observadas a nivel experimental, ni su robustez ha sido estudiada. Así que no sabemos cuánta robustez puede lograrse con cúbits implementados con ellas.
Cristina Hernández pregunta si los polifenoles del vino, el resveratrol, etc., están ya presentes en la uva y en sus humos sin fermentar. Contesto que hasy polifenoles que están presentes en plantas y frutas, como en la uva, aunque otros son derivados del proceso de fermentación o de oxidación del vino.
Nema pregunta cómo un agujero negro puede ser brillante. Contesta Héctor que el agujero negro en sí no brilla, su luminosidad está asociada al material que hay en su disco de acreción, que se calienta a temperaturas de cientos de millones de grados. La emisión por radiación de Hawking es indetectable.
Javier Benavides pregunta si un astronauta nunca lo veríamos caer en un agujero negro, ¿cómo vemos caer materia o agujeros negros fusionándose? Héctor contesta que solo vemos el entorno del agujero negro. No vemos lo que cae dentro del agujero negro. Reafirmo que vemos cosas que se emiten desde el entorno del agujero negro y que interpretamos que están asociadas a cosas que están cayendo en el agujero negro; estas últimas son indetectables.
Thomas Villa pregunta si la esfera de fotones de un agujero negro podría ser elíptica. Héctor contesta que las órbitas de los fotones son geodésicas en un espaciotiempo curvo y que no hay nada que prohíba que la fotonesfera sea elipsoidal. Contesto que no recuerdo haber leído ningún artículo sobre fotonesferas elipsoidales y que creo que serán casi esféricas.
Javier Benavides pregunta qué es un microcuásar. Héctor contesta que es un agujero negro de masa estelar que tiene un disco de acreción de materia y chorro relativista; la diferencia con un cuásar es que no se trata de un agujero negro supermasivo. Desde el punto de vista físico es lo mismo, pero a menor escala (Héctor menciona un millón de veces menos).
¡Que disfrutes del podcast!
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