Bosón de Higgs. La partícula de Dios

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  • 1. La explicación más sencilla sobre el“Bosón de Higgs”o la “Partícula de Dios”
  • 2. Años atrás, en el Reino Unido se organizó un concursopara quien fuera capaz de explicar en una sola página,y en un lenguaje sencillo, qué era la llamada“Partícula de Dios”.Si hasta ahora no has comprendido nada,aquí te explicamos, como si fueras un niño,lo que hasta ahora se ha hecho.Entérate del acontecimiento científico del momento.Decía Albert Einstein que uno no ha entendidorealmente algo hasta que no es capazde explicárselo a su abuela.
  • 3. En los últimos meses hemos escuchado hablar sobre esa partículaque los científicos se empeñan en buscar con sus gigantescasmáquinas en Ginebra, Suiza. La llaman el Bosón de Higgs.Hace una semana los físicos del CERN, Organización Europeapara la Investigación Nuclear por sus siglas en francés,anunciaron que tenían la partícula acorraladay que pronto podrían decirnos si existe o no.¿Cómo puede tener tanta importancia una partículatan insignificante que ni siquiera la podemos detectar?El tema tiene su origen hace 13.700 millones de años, cuandose formó la materia y se produjeron unos niveles de energíaincreíbles en lo que conocemos como Big Bang. Ahora loscientíficos están intentando comprender de qué están hechaslas cosas y, no menos importante, cómo permanecen unidas.
  • 4. Las cosas están hechas de átomos y dentro de estos átomoshay otras partículas más pequeñas como las que componenel núcleo, protones y neutrones, los electrones (que lo orbitan),los fotones, los quarks, entre otros. Para encontrar nuevaspartículas, los científicos las aceleran a una gran energíay las hacen chocar entre ellas en grandes colisionadores.Los científicos descubrieron que el fotón no tenía masa,pero las partículas llamadas bosones tenían una masa enorme.La pregunta que surgió entonces era aún másinteresante, ¿Por qué tienen masa las partículas?En 1964, un físico británico llamado Peter Higgs propusoque existía un campo, invisible pero presente en todo eluniverso desde el Big Bang, que era el responsable de darlemasa a las cosas.
  • 5. El físico inglés Peter Higgs
  • 6. Para entenderlo, los científicos del CERN ponen ejemplo:Imaginemos una sala llena de personas. Cada una de ellassería un bosón y juntas compondrían el campo de Higgs.Si entrara alguien muy famoso en la habitación, seproducirá una expectación en torno a él que terminarátraducida en cierta resistencia a su avance. En este caso elfamoso sería la partícula y el campo de Higgs serían laspersonas, que le harían ganar masa.Otro ejemplo es imaginar una playa por la que avanzaraun vendedor de helados con su carrito y que estuviera llenade niños invisibles. Los pequeños se arremolinarían entorno a él y le impedirían avanzar, dándole masa. En este casolos niños serían los bosones de Higgs.
  • 7. ¿Por qué es tan difícil encontrar el bosón de Higgs? Porque cuandointentamos verlos, los bosones de Higgs se desintegran inmediatamentehacia otro tipo de partículas y no hay manera de registrarlo.Para que tengamos una idea, la vida media de un bosón de Higgs esde apenas una billonésima de billonésima de segundo, unyoctosegundo. Lo que están haciendo con esa gran máquina de Suiza, elAcelerador de Partículas, es hacer que muchas partículaschoquen entre sí a gran velocidad y ver las huellas que deja tras de sí elbosón.
  • 8. El 4 de julio de 2012 Científicos del Gran Colisionador deHadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigación Nuclear(CERN, por sus siglas en francés) confirmaron el descubrimientodel Bosón de Higgs, partícula subatómica conocidapopularmente como la “Partícula de Dios", esquivo componenteque hace que todos los objetos del Universo tengan masa.Este hallazgo científico, considerado el más importantedel mundo en los últimos 100 años, fue anunciado porJoe Incandela, portavoz del detector Solenoide Compactode Muones (CMS) del LHC, que desde hace años buscaesta pequeña partícula subatómica, última pieza faltante delModelo Estándar de la física, que explica todas las fuerzas delUniverso.
  • 9. A la presentación de los resultados en una conferencia en Meyrin,cerca de Ginebra, Suiza, acudió el propio científico Peter Higgs,quien expresó lo siguiente:"Estoy extraordinariamente impresionado por lo que han logrado;mis felicitaciones a todos los implicados en este increíble logro.Es una enorme felicidad haberlo podido vivir". No pudo ocultarsu emoción. «Estoy sorprendido de que haya ocurrido tan rápido,es colosal», comentó. Se mostró satisfecho de poder ser testigo«en vida» del hallazgo de la última pieza del puzzle para completarel modelo estándar de la Física.Lo que sigue.- Después del descubrimiento, el siguiente paso serádeterminar la naturaleza exacta de la partícula y su importancia paranuestra comprensión del Universo. Saber si el bosón de Higgses el último ingrediente o si hay algo más exótico.
  • 10. El bosón de Higgs en 9 sencillos pasos.
  • 11. 1.- ¿De qué está formada la materia?La materia esta formada por átomos. Un átomo es como un Sistema Solaren miniatura: Tiene un gran núcleo central (compuesto por protones yneutrones) y a su alrededor giran los electrones.2.- ¿De qué están formados los protones y los neutrones?Los protones y los neutrones están formados de unas partículasmás pequeñas que se llaman quarks.Hay 6 tipos de quarks y fueron bautizados con nombres un poco extraños:El quark "arriba", el quark "abajo", el quark "encanto", el quark "extraño",el quark "cima" y el quark "fondo".Un protón está formado por 2 quarks "arriba" y 1 quark "abajo". Un neutrónestá formado por 1 quark "arriba" y 2 quarks "abajo".3.- ¿Y de qué están formados los electrones?Al contrario que los protones y los neutrones, los electrones son partículaselementales, es decir, no se pueden dividir más.
  • 12. 4.- Vale, entonces el electrón y los quarks son partículas elementales,¿Cuál es el problema?El problema es que no comprendemos por qué estas partículas tienenmasas tan diferentes. Por ejemplo, un quark "cima" pesa 350.000 vecesmás que un electrón. Para que te hagas una idea de lo que significaeste número: Es la misma diferencia de peso que hay entreuna sardina y una ballena.5.- ¿Cuál es la solución a este problema?En 1964, el físico inglés Peter Higgs, junto a otros colegas, propusola siguiente solución: Todo el espacio está relleno de un campo (queno podemos ver) pero que interacciona con las partículas fundamentales.El electrón interactúa muy poquito con ese campo y por eso tieneuna masa tan pequeña. El quark "cima" interacciona muy fuertemente conel campo y por eso tiene una masa mucho mayor.Para comprender esto volvamos a la analogía de la sardina y la ballena.La sardina nada muy rápidamente porque es pequeñita y tiene poca aguaalrededor. La ballena es muy grande, tiene mucha agua alrededory por eso se mueve más despacio. En este ejemplo, "el agua" juegaun papel análogo al "campo de Higgs".
  • 13. Si lo piensas despacio, la teoría de Higgs es muy profunda, pues nos diceque la masa de todas las partículas está originada por un campoque llena todo el Universo.6.- ¿Problema resuelto?No tan rápido, caballero. En física, una teoría sólo es válida si podemosverificarla con experimentos. La historia de la ciencia está repletade teorías hermosísimas que resultaron ser falsas.El campo de Higgs es sólo una teoría. Para comprobarla era necesarioencontrar la partícula asociada al campo de Higgs:El llamado "bosón de Higgs".7.- ¿Por qué es tan difícil observar el bosón de Higgs?Cuando queremos detectar el bosón de Higgs nos enfrentamosa 2 problemas fundamentales:1) Para generar un bosón de Higgs, se necesita muchísima energía.De hecho, se necesitan intensidades de energía similares a lasproducidas durante el Big Bang. Por eso hemos necesitadoconstruir enormes aceleradores de partículas.
  • 14. 2) Una vez producido, el bosón de Higgs se desintegra muy rápidamente.Es más, el bosón de Higgs desparece antes de que podamos observarlo.Sólo podemos medir los "residuos" que deja al desintegrarse.Estos dos problemas son de una complejidad tan tremenda quepara resolverlos hemos necesitado el trabajo de miles de físicosdurante varias décadas.8.- ¿Y el término "la Partícula de Dios"? ¿Acaso no éramos científicos?El origen del apelativo "la Partícula de Dios" es una de mis anécdotasfavoritas en física.Allá por los años 90, Leo Lederman, un Premio Nobel, decidió escribirun libro de divulgación sobre la física de partículas. En el texto, Ledermanse refería al bosón de Higgs como "The Goddamn Particle" ("La PartículaPuñetera“ – “La Partícula maldita”) por lo difícil que resultaba detectarla.El editor del libro, en un desastroso arranque de originalidad, decididiócambiar el término "The Goddamn Particle" por "The God Particle"y así "La Partícula Puñetera" se convirtió en "La Partícula de Dios".
  • 15. 9.- ¿Una vez confirmada la teoría de Higgs, la física de partículasse ha terminado?No. La detección del bosón de Higgs es sólo el comienzo de nuevasaventuras (¡Los físicos seguiremos teniendo trabajo por mucho tiempo!).Todavía quedan decenas de problemas que estamos muy lejos de resolver.Algunos ejemplos: ¿Qué es la materia oscura? ¿Cómo formular una teoríacuántica de la gravedad? ¿Los quarks y los leptones son verdaderamentepartículas elementales o tienen una subestructura? ¿Todas las fuerzasse unifican a una energía suficientemente alta?Al final, nuestro trabajo como científicos consiste en avanzar, aunque sólosea un pasito, para que las generaciones futuras comprendan, un poquitomejor que nosotros, cómo funciona este hermoso Universo que nos rodea.
  • 16. No dejes de ver el siguiente video,ilustrará la explicación anteriorBoson de Higgs for dummies.mpg - YouTube