El bosón de Higgs es una parte integral de nuestra comprensión de la naturaleza. Se trata de una partícula que es una excitación de lo que se llama el campo de Higgs. El campo de Higgs impregna todo el espacio y cuando algunas de las partículas fundamentales que viajan a través de este campo adquieren masa. La cantidad de masa que adquieren depende de la fuerza en que interactúan con el campo de Higgs. Algunas particulas, como el electrón adquieren una pequeña masa, mientras que otras adquieren una masa mucho mayor.
Un aspecto peculiar de esto es que este campo de Higgs, que impregna en todo el espacio, es parte de lo que llamamos espacio vacío o el vacío. Es sólo su impacto sobre las partículas que viajan a través de él y el bosón de Higgs, que podemos observar en el laboratorio. El bosón de Higgs vive por un lapso muy corto de tiempo, así que no lo observan directamente, sino que más bien se observa que las partículas se descomponen y tienen que inferir su existencia a partir de eso. En la teoría actual que tenemos para comprender la naturaleza, podemos hacer afirmaciones precisas acerca de qué fracción del tiempo se desintegra en dos fotones, en comparación con dos quarks abajo.
Peter Ware Higgs (n. el 29 de mayo de 1929 en Newcastle, Inglaterra) es un físico inglés conocido por su proposición en los años 60 de la ruptura de la simetría en la teoría electrodébil, explicando el origen de la masa de las partículas elementales en general, y de los bosones W y Z en particular.
Este mecanismo predice la existencia de una nueva partícula, el bosón de Higgs. Aunque esta partícula nunca ha sido detectada debido a la insuficiente potencia de los aceleradores disponibles, el mecanismo de Higgs es generalmente aceptado como ingrediente importante en el modelo estándar de la física de partículas. Higgs concibió el mecanismo en 1964 mientras realizaba una travesía por los Cairngorms, de donde regresó a su laboratorio declarando que había tenido “una gran idea”.
La explicación de Peter Higgs:
La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) ha descubierto una nueva partícula subatómica que confirma con más de un 99% de probabilidad la existencia del bosón de Higgs, conocido popularmente como la 'partícula de Dios', un hallazgo fundamental para explicar por qué existe la materia tal y como la conocemos. ATLAS, uno de los dos experimentos del CERN que busca el bosón de Higgs, ha confirmado la observación de una nueva partícula, con un nivel de confianza estadística de 5 sigma (superior al 99,99994%), en la región de masas de alrededor de 125 GeV. Esta medición implica que la probabilidad de error es de una en tres millones, una cifra que, oficialmente, es suficiente para dar por confirmado un descubrimiento.
El bosón de Higgs
1.- ¿De qué está formada la materia?
La materia esta formada por átomos.
Un átomo es como un Sistema Solar en miniatura: tiene un gran núcleo central (compuesto por protones y neutrones) y a su alrededor giran los electrones.
2.- ¿De qué estan formados los protones y los neutrones?
Los protones y los neutrones están formados de unas partículas más 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 elquark “fondo”.
Un protón está formado por 2 quarks “arriba” y 1 quark “abajo”. Un neutrón está 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 partículas elementales, es decir, no se pueden dividir más.
4.- Ok, entonces el electrón y los quarks son partículas elementales, ¿cuál es el problema?
El problema es que no comprendemos por qué estas partículas tienen masas tan diferentes. Por ejemplo, un quark “cima” pesa 350.000 veces más que un electrón. Para tener una idea de lo que significa este número: es la misma diferencia de peso que hay entre una sardina y una ballena.
5.- ¿Cuál es la solución a este problema?
En 1964, el físico inglés Peter Higgs, junto a otros colegas, propuso la siguiente solución: todo el espacio está relleno de un campo (que no podemos ver) pero que interacciona con las partículas fundamentales. El electrón interactúa muy poquito con ese campo y por eso tiene una masa tan pequeña. El quark “cima” interacciona muy fuertemente con el 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 rapidamente porque es pequeñita y tiene poco agua alrededor. La ballena es muy grande, tiene mucho agua alrededor y por eso se mueve más despacio. En este ejemplo, “el agua” juega un papel análogo al “campo de Higgs”.
Si lo pensamos lento, la teoría de Higgs es muy profunda pues nos dice que la masa de todas las partícula está originada por un campo que llena todo el Universo.
6.- ¿Problema resuelto?
No tan rápido, caballeros. En física, una teoría sólo es válida si podemos verificarla con experimentos. La historia de la ciencia está repleta de teorías hermosísimas que resultaron ser falsas.
El campo de Higgs es sólo una teoría. Para comprobarla necesitamos encontrar 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 enfrentamos a 2 problemas fundamentales:
1) Para generar un bosón de Higgs, se necesita muchísima energía. De hecho, se necesitan intensidades de energía similares a las producidas durante el Big Bang. Por eso hemos necesitado construir enormes aceleradores de partículas.
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 que para resolverlos hemos necesitado el trabajo de miles de físicos durante varias décadas.
8.- ¿Y el término “la particula de Dios”? ¿Acaso no éramos científicos?
El origen del apelativo “la partícula de Dios” viene de allá de los años 90, Leo Lederman, un Premio Nobel, decidió escribir un libro de divulgación sobre la física de partículas. En el texto, Lederman se refería al bosón de Higgs como “The Goddamn Particle” (“La Partícula Puñetera”) por lo difícil que resultaba detectarla.
El editor del libro, en un desastroso arranque de originalidad, decididió cambiar el término “The Goddamn Particle” por “The God Particle” y así “La Partícula Puñetera” se convirtió en “La Partícula de Dios”.
9.- ¿Una vez se confirme la teoría de Higgs, la física de partículas se ha terminado?
No. La detección del bosón de Higgs es sólo el comienzo de nuevas aventuras.
fuentes:news.cnet, principiamarsupia.
