¿Cómo de lejos estamos de sondear directamente la física a escala de Planck?

Question

Aquí hay tres cuestiones relacionadas:

1. Dados los límites actuales de la tecnología, ¿a qué distancia estamos de sondear directamente la física a escala de Planck?

2. Es bien sabido, al menos en algunos círculos, que en la Antigüedad se pensó en los átomos; dados los límites de su tecnología, qué lejos estaban de sondear directamente los fenómenos atómicos. En este caso, entiendo por átomo el sentido habitual, es decir, un átomo de hidrógeno o de hierro, y no en el sentido filosófico de ser incombustible o descomponible.

3. ¿Estamos tan lejos de la física a escala de Planck, como ellos en la Antigüedad lo estaban de sondear los átomos? ¿O estamos más lejos?

Answer 1

1. La mayor energía alcanzada hasta ahora por un acelerador es $13\,\text{TeV}$ en el LHC. La escala de Planck es $\sim 10^{19}\,\text{GeV}$ Así que estamos $15$ órdenes de magnitud de distancia. (Se han observado rayos cósmicos con una energía en el centro de la masa de aproximadamente un orden de magnitud por encima de la escala del LHC).

2. Si por Antigüedad entendemos un periodo de la historia en el que no existían instrumentos de medición para escalas de distancia pequeñas, tendrían que utilizar el ojo desnudo. Entonces la distancia más pequeña que podían resolver es $\sim 0.1\,\text{mm}$ (según wikipedia ). El átomo de hidrógeno es $0.1\,\text{nm}$ en tamaño, por lo que fueron $6$ órdenes de magnitud de distancia.

3. Estaban mucho más cerca de la escala atómica de lo que estamos ahora de la escala de Planck.

---

Obsérvese también que la escala del ojo desnudo corresponde a $10^{-12}\,\text{GeV}$ por lo que hemos mejorado esto con $16$ órdenes de magnitud. ¡Esto significa que estamos a medio camino de la escala de Planck!