El bosón de Higgs. La partícula de "Dios".
A lo largo de años de investigación
y experimentación ha quedado descubierto el tan buscado bosón de Higgs,
partícula se surgió en la física teóricamente en la década de 1960.
En esa época el modelo estándar
(modelo que explica prácticamente todos los fenómenos subatómicos) aún estaba
en pleno desarrollo, en él se observaba una contradicción aparente entre dos
fenómenos. Por un lado, la fuerza nuclear débil entre partículas subatómicas
podía explicarse mediante leyes similares a las del electromagnetismo (en su
versión cuántica). Pero al tratar de encajarlo con otras partículas no
coincidían.
Los físicos no entendían a qué se
debían las enormes diferencias de masa entre las distintas partículas
elementales. Por ejemplo, el quark ‘cima’ (uno de los seis tipos que existen)
es mucho más pesado que un electrón. Concretamente, su masa es 350.000 veces
mayor. Esta es la misma diferencia de peso que hay entre una sardina y una
ballena. (Albalá, 2015)
Las preguntas quedaban abiertas y
eran muy profundas: ¿Qué confiere la masa a las partículas? ¿Qué es realmente
la masa? ¿Por qué existen estas diferencias?
Fue entonces en 1964 cuando, tres
grupos de físicos publicaron de manera independiente una solución a este
problema, que reconciliaba dichas leyes con la presencia de la masa. Esta
solución, denominada posteriormente mecanismo de Higgs, explica la masa como el
resultado de la interacción de las partículas con un campo que permea el vacío,
denominado campo de Higgs. Peter Higgs fue en solitario uno de los proponentes
de dicho mecanismo. En su versión más sencilla, este mecanismo implica que debe
existir una nueva partícula asociada con las vibraciones de dicho campo, el
bosón de Higgs. (Casas, 2012)
Pero ¿Qué es el Bosón de Higgs?
Los científicos creen que el bosón
de Higgs es la partícula que da a toda la materia su masa (cantidad de materia
en los sentidos de gravedad e inercia).
Los expertos saben que las
partículas elementales como los quarks y los electrones son la base sobre la
cual se construye toda la materia del universo. Ellos creen que el esquivo
bosón de Higgs da a las partículas su masa y llena uno de los agujeros de la
física moderna. (Thompson, 2013)
Experimentos
La búsqueda del bosón de Higgs se
inició hace décadas en aceleradores de partículas como el LEP del CERN o
Tevatron de FERMILAB (Estados Unidos), ambos ya cerrados. Debido a que la
teoría no establece la masa del bosón de Higgs sino un amplio rango de valores
posibles, se requieren aceleradores muy potentes para explorar este nuevo
territorio de la Física. El LHC es la culminación de una "escalada
energética" dirigida a descubrir el bosón de Higgs en los aceleradores de
partículas, que ha permitido hasta el momento excluir que tenga una masa menor
a la equivalente a unas 115 veces la del protón.
Sin embargo, estos datos aún no se
podían considerar un descubrimiento, ya que no tenían la suficiente
significación estadística como para ser considerados firmes.
El momento tan esperado llegó el 4 de
julio de 2012, cuando las colaboraciones ATLAS y CMS presentaron nuevos
resultados sobre la búsqueda del bosón de Higgs en el LHC con datos obtenidos
en 2011 y 2012 como antesala de la gran conferencia de Física de Partículas
ICHEP2012. En un seminario celebrado en la sede del CERN de Ginebra, ante una
sala abarrotada y la expectación de la comunidad científica internacional, los
portavoces de ambos experimentos, Fabiola Gianotti (ATLAS) y Joe Incandela
(CMS) mostraron por separado resultados que muestran la observación de una
nueva partícula en el rango de masas entre 125 y 126 GeV (gigaelectronvoltios),
unas 134 veces la masa de un protón. (CPAN, 2014)
¿Por qué partícula de “Dios”?
El Premio Nobel de Física Leon
Lederman escribió en la década de los noventa un libro en el que se refería al
bosón de Higgs como “the goddamn particle”, esto es, “la maldita partícula”,
por lo difícil que era detectarla. (Albalá, 2015)
En un alarde de originalidad, el
editor del texto decidió sustituir el nombre por “the God particle”, es decir,
“la partícula de Dios”. Desde entonces, el bosón de Higgs quedó rebautizado.
Conclusiones
El descubrimiento del bosón de
Higgs supuso todo un acontecimiento en la comunidad científica porque
constituye una victoria del Modelo Estándar de la Física, esto es, la teoría
que engloba todos los conocimientos sobre el mundo subatómico
.
Este modelo predice qué partículas
forman la materia y qué fuerzas interactúan entre ellas. Asimismo, preveía la
existencia del bosón de Higgs y su confirmación respalda el modelo y afianza
las ideas actuales. Si este hallazgo no se hubiese producido, los físicos
habrían tenido que asumir que algunos de estos planteamientos eran erróneos y
plantear formulaciones alternativas.
Sin embargo, el Modelo Estándar no
llega a ser una teoría completa, ya que no incluye la gravedad, que es una de
las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Tampoco explica qué son la
materia y la energía oscuras. Muchos científicos están convencidos de que la
confirmación de la existencia del bosón de Higgs permitirá avanzar en teorías
como la supersimetría o la unificación de las fuerzas de la naturaleza.
A partir de ahora, las
investigaciones deberán continuar en esta línea para desentrañar los secretos
de la naturaleza.
Referencias
Albalá, Á. (03 de Junio de 2015). blog.elespanol.com.
Obtenido de blog.elespanol.com:
http://blog.elespanol.com/reportajes/la-particula-de-dios-explicada-para-los-mortales/
Casas, A. (2012). El
bosón de Higgs. Ciudad de México: Editorial CSIC.
CPAN. (04 de Julio de
2014). www.i-cpan.es. Obtenido de www.i-cpan.es:
https://www.i-cpan.es/detallePregunta.php?id=1
Thompson, N. (08 de
Octubre de 2013). cnnespanol.cnn.com. Obtenido de cnnespanol.cnn.com:
http://cnnespanol.cnn.com/2013/10/08/que-es-el-boson-de-higgs-la-particula-de-dios-o-una-maldita-particula-2/
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