Colisión protón-protón en la que salen cuatro electrones de alta energía (líneas verdes) y un montón de partículas más. Evento característico de lo que se espera que haga un bosón de Higgs al desintegrarse... pero también compatible con otros procesos.
Hace bastantes años, cuando estudiaba la carrera, en una clase de física cuántica, tras hablar del espín el profesor nos dijo: "tanto me preguntan sobre el espín... ustedes se licenciarán el día que se den cuenta de que no saben qué es la masa." En ese momento yo tuve una alegría muy grande ya que hacía tiempo que me había apercibido de que no sabía qué era la masa. Sin embargo, todavía estaba en segundo de carrera e igualmente me hicieron pasar el resto de cursos para poder licenciarme.
¿Qué es la masa? Primero hay que precisar que nos referimos a masa en reposo, ya que en movimiento también hay la masa de la equivalencia masa-energía y este sería otro tema. A parte de una descripción fenomenológica del tipo "es la resistencia de un objeto a ser acelerado", parece que para saber qué es la masa sería importante saber de dónde viene. Ahí es donde entra el bosón de Higgs.
Para entenderlo de forma intuitiva a veces se utiliza el símil de comparar el campo de Higgs con un medio viscoso que lo llena todo. Las diferentes partículas interactúan de distinta forma con este campo, i. e. notan distintas resistencias al moverse por su interior, i. e. tienen distinta masa. Otras partículas ni siquiera interaccionan, como los fotones, que por eso no tienen masa. El símil es bastante limitado y no hay que llevarlo demasiado lejos.
El bosón de Higgs es la partícula asociada a ese campo, la que transmite la interacción. La palabra bosón significa que es una partícula de espín entero, cero en este caso. Lo de Higgs es por Peter Higgs, el señor que lo predijo hace casi medio siglo, que ya tiene 82 años y seguro que debe de estar pensando "a ver si no me muero antes de que me den el Nobel".
Las partículas elementales y sus interacciones según el Modelo Estándar
Tenemos la suerte de vivir en una época en la que existe el LHC, la máquina más complicada que el ser humano haya construido nunca. Es uno de los mayores hitos en la historia de nuestra existencia y un gran logro de la especie humana. Sea cual sea el resultado, jugará un papel muy importante en el esfuerzo por responder las más importantes preguntas que jamás nos hayamos hecho.
Es bonito pensar que esa máquina ha sido construida con el esfuerzo de miles de científicos de decenas de nacionalidades distintas, ¡de equipos de fútbol distintos, incluso! Cuánto tendrían que aprender los políticos.
Falta todavía recolectar muchos más datos. Los niveles de certidumbre de los resultados que se anunciaron los pasados lunes y martes (entre el 95% y 99%) serían suficientes para darlo por bueno en casi cualquier situación cotidiana. Pero si la ciencia funciona es porque es tremendamente exigente con sigo misma. Para poder exclamar eureka se exige que la posibilidad de falso positivo sea menor que una entre cerca de dos millones!! Las famosas cinco sigmas o desviaciones estándar. Los expertos afirman que al ritmo de trabajo actual, dentro de un año estarán en condiciones de llegar a una respuesta definitiva.
En los aceleradores de partículas el tamaño importa y el anillo del LHC mide 27 kilómetros. Fíjense que los protones que circulan por él cruzan la frontera sin pasaporte ni DNI
Si finalmente se encuentra el bosón de Higgs será la confirmación del Modelo Estándar, una teoría que se ha construido a lo largo de los últimos 50 años y que funciona a la perfección... si se supone que existe el bosón de Higgs. Pero si no se descubre, la revolución será fantástica, porqué indicará que existe algo nuevo a nivel fundamental y por lo tanto una tremenda sorpresa nos estaría esperando.
Son tiempos emocionantes para estar vivo. Probablemente el año próximo por estas fechas ya tendremos la respuesta.
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9 comentarios:
Hace años, durante una clase de Teoría Cuántica de Campos descubrí los límites de mi propio intelecto. Fue una sensación curiosa; descubrir algo que estaba en los límites mismos de lo que mi cerebro era capaz de comprender y, por supuesto, a tan solo el escaso tiempo que le llevó al profesor iniciar la siguiente fórmula, el mundo de lo que nunca llegaría a comprender cabalmente (lo que no me impidió aprobar la asignatura, cosas que tiene el sistema académico ... ).
Se requiere una mente asombrosa, con una increíble capacidad de abstracción para navegar por esas fórmulas y no naufragar y ahogarse. Mi mas profunda admiración para esos genios.
Por cierto, a ver si me lo aclaras ¿el bosón de Higgs no vendría a ser un "refrito" de los gravitones, que tan de moda estaban en los 90's, pasado por el tamiz del Modelo Estándar?
Un abrazo.
Oddiseis, son cosas distintas, pero a mi también me parece que tienen que estar relacionadas (o bien harán cambiar muchas de las ideas que tenemos ahora).
Fíjate que el gravitón, también partícula hipotética, sí que interactúa con los fotones y además se le supone sin masa (el Higgs tiene una masa brutal).
Según como están las cosas, a mi me da la impresión de que en cierto modo el Higgs sería responsable de la masa inercial y el gravitón de la masa gravitatória. Pero esto parece no encajar con la Relatividad General, que nos da el principio de equivalencia entre masa inercial y gravitatória. Pero también ocurre que la RG sigue siendo un teoría clásica (en el sentido de no-cuántica) y debe ser modificada.
El Modelo Estándar es una teoría parcial que no incluye el gravitón, por eso no puede cuajar con la RG. Si es que existe una Teoría del Todo ahí estaría la respuesta, o al menos en una teoría cuántica de la gravedad.
Estaría muy bien que uno de esos sabios nos iluminara. Pero dudo que haya alguno leyendo este blog.
Yo siempre he pensado que, en el fondo, el gran problema de la Física de Partículas y de la Física Teórica en general son ... las partículas. Es un modelo conceptual heredado de la Física Clásica que causa un forzamiento muy grande de la física al contener la semilla maligna de las singularidades.
En esencia no tenemos ni podemos tener testimonio directo de una partícula sino tan solo de los campos de fuerza que genera o a los que altera, lo que es una cualidad del medio (del espacio vacío, digamos por utilizar una expresión "clásica") y no de las partículas.
Por eso me encanta la metáfora del "medio viscoso" que utilizas en tu entrada, porque explica cualidades de las partículas no a través de las propias partículas sino del medio en el que están presentes.
Saludos. Es un gusto hablar de física contigo.
Oddiseis, el problema es que el cerebro humano ha evolucionado en un mundo clásico. En estos mundos extraños que estudia la física nuestra visión intuitiva no sirve.
La mayoría de "gente de la calle" piensa en bolitas dando vueltas a un núcleo cuando se imagina electrones en órbita. Estoy de acuerdo contigo cuando dices que no podemos tener testimonio directo de una partícula, pero yo lo extendería más: ¡no podemos tener testimonio directo de nada!
El placer es mútuo.
Me uno al placer de leer sobre física en este blog. Esta entrada explica muy bien para mortales lo que se cuece acerca del bosón de Higgs. En cambio, en muchos de los mass-media uno se cansa de leer artículos malos sobre este tema que encima degradan a las páginas "suplemento" del periódico.
Gracias, Marc. Hace un tiempo hice una encuesta a los lectores de este bloc preguntando sobre sus preferencias. Recuerdo que la ciencia quedó muy arriba. Por eso pensé que era un buen momento para sacar el tema ahora que se habla tanto del Higgs.
Después de días de encuentros de fútbol, pero en este caso los jugadores se asemejan más a saltimbanquis que a cualquier otra cosa,...ensayos y por fin, la representación teatral de la Navidad con trasnos, argalleiros, mimosiños, cantaríns, animados, trapalleiros, creativos, parrandeiros, y por supuesto el estragador,...
...encontrarme con esto, me descoloca por completo,...y me queda muy grande,... :)
Pero siempre nos llega y nos toca, cualquier 'disciplina' que se transmita con pasión,...y tú lo haces.
Ahora que me lo vuelvo a leer, y mirar,...(me encanta la imagen y el esquema)
Los enlaces, con todo otra vez para,...mañana???,... :)
Besos.
B.N.C.J.
MartinAngelair, no hay prisa. Estas cosas si se digieren lentamente se quedan más tiempo dentro de la cabeza, que es lo que interesa.
Ya decía yo que me sonaba la historia.... :)
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