El
poderoso campo de Higgs transfiere parte de su energía a los campos menores y
los transforma en materia conocida.por el Dr. Javier Solano
............................................................................................................
Por fin se encontró el bosón de Higgs, la tan buscada
“Partícula de Dios”, o es algo más?
En la foto de arriba esta el Dr. Solano Junto Con el Dr. Modesto Montoya presidente de la academia nuclear de Perú
Publicado
el julio 9, 2012 por DSc Javier Solano
A las 9am
(hora de Ginebra, Suiza) del 4 de julio de 2012, el auditorio del Laboratorio
Europeo de Física de Altas Energías, el CERN, estaba
lleno de científicos del área de Física de Partículas,y se encontraban ahí para
escuchar atentamente un seminario científico. Esto sería algo cotidiano en el
CERN sino fuese el temadel seminario, “Actualización
sobre la búsqueda del bosón deHiggs en el CERN en la víspera de la Conferencia ICHEP 2012”.Este
auditorio está reservado para personal e investigadores de la comunidad de
usuarios de este laboratorio, pero en otro auditoriodel CERN un ejercito de
periodistas seguía el seminario por video(video stream) esperando el momento
para participar de la conferencia de prensa que seguiría al seminario. En esta conferencia
de prensa estuvieron presentes el Director del CERN,los portavoces de dos de
los mas grandes experimentos del Gran Colisionador de Hadrones del CERN (el
LHC), el ATLAS y el CMS,y nada menos que un invitado de honor, el físico británico Peter Higgs.
Qué es y porque es importante el bosón de
Higgs?
La actual teoria de la Física de Partículas es el
llamado Modelo Estándar, y es la teoría mas completa y exitosa que
tenemos en este campo a tal punto que se han dado cerca de 30 premios Nobel en
el campo teórico y/o experimental de la Física de Partículas. Este modelo trabaja con
tres de los cuatro tipos de interacción conocidos: interacción
Fuerte, interacción Débil y el Electromagnetismo. La interacción que no
es considerada en el Modelo Estándar, por limitaciones de la teoría, es la Gravitación.
En el Modelo Estándar las partículas
son campos, y el Modelo predice la existencia de estos campos, pero sin masa
(!!!). Pero es un
hecho experimental que la casi totalidad de las partículas elementales tiene
masa (???), y con valores bien definidos.
En 1964 Peter Higgs, François Englert y Robert Brout, propusieron un mecanismo de
adquisición de masa para las partículas, que mas tarde sería conocido por
mecanismo de Higgs. Ellos postularon la existencia de un campo escalar que
permeabiliza todo el espacio (el premio Nobel Leon
Lederman la llamó Partícula de Dios por este motivo (en realidad fue el
editor de su libro ya que Lederman la había llamado The
Goddam Particle, La
Partícula Maldita osea le
quitaron las 3 letras ultimas y quedo como god = Dios)). Cuando los otros campos interactuan con este campo
de Higgs, “chupan” parte de su energía y adquieren masa.
Mientras mayor sea la interacción con el campo de Higgs, mayor será la masa que
adquieran. En ese modelo, el electrón sería una de las partículas elementales
con interacción mas débil con el campo de Higgs.
Steven Weinberg y Abdus Salam
aplicaron el mecanismo de Higgs a la ruptura espontánea de simetría
electrodébil. La
teoría electrodébil predice una partícula neutra cuya
masa no sea muy lejana de la de los bosones W y Z. Weinberg, Salam,
junto con Sheldon Glashow, recibieron el premio Nobel
de Física en 1979 por combinar el Electromagnetismo y la interacción
Débil en el Modelo Electrodébil.
El «Bosón de Higgs» no solo desempeña un papel
importante en la explicación del origen de la masa de otras partículas
elementales, y en particular la diferencia entre la interacción
electromagnética (causada por los fotones sin masa) y la fuerza débil (causada
por los bosónes W y Z, con masa relativamente alta), algo que es crítico en
muchos aspectos de la estructura microscópica y macroscópica de la materia,
sino que es la ultima pieza que falta (algo así como el Santo Grial) en el
Modelo Estándar.
Evidencia experimental
El Modelo Estándar no predice el valor de la
masa del bosón de Higgs, por lo que hay que medirla experimentalmente. Si su
masa está entre 115 y 180 GeV, entonces el
Modelo Estándar puede ser válido hasta la escala de energía
de Planck (10 exp(16 )TeV un uno y 16 ceros). El valor más alto de masa permitida en el bosón de
Higgs (o en alguna ruptura espontánea de simetría electrodébil) es de 1 TeV;
caso contrario el modelo estándar se vuelve inconsistente.
Modelos
de Supersimetría, una
extensión del Modelo Estándar, predicen que el bosón de Higgs tendrá una masa
en torno a unos 120 GeV o menos.
Este 4 de julio el director del CERN y los
portavoces de ATLAS y CMS, los mayores experimentos en el LHC, han anunciado la
existencia de un significativo exceso de eventos de colisión con una masa en torno a 125 GeV, lo que demuestra la
existencia de una nueva partícula con una señal con mas de 5 sigmas de precisión (termino técnico que nos indica que hay una
probabilidad de 0.00003% de que sea un error estadístico. Esta partícula es
compatible con las propiedades de decaimiento del bosón de Higgs postulada en
el Modelo Estándar, y aunque aun faltan mas estudios y
datos para afirmar que es el bosón de Higgs, definitivamente ahi hay un gran
descubrimiento.
Existe
solo un tipo de bosón de Higgs?
El Modelo Estándar es conocido como el modelo 3-2-1 porque las simetrías que incluye en los
sectores Fuerte-Débil-Electromagnético. Existen extensiones del Modelo Estándar
que trabajan con algunas alternativas. En la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional
de Ingeniería, en el Grupo de Física Fundamental, liderado por el Dr. Orlando Pereyra, trabajamos en el Modelo 3-3-1 que predice la existencia de
varios tipos de bosón de Higgs, cargados y neutros. Solo los
futuros resultados experimentales podrán verificar la validez o no, de este y
otros modelos.
Existe en
verdad el bosón de Higgs? Es el mecanismo necesario para adquirir masa?
Existen argumentos fuertes en contra de la existencia
del bosón de Higgs:
• El Modelo Estándar predice campos sin
masa. El mecanismo de Higgs de formación de masa fue un “parche” a la teoría.
• Esta en aparente “contradicción” con la
teoría de Relatividad General de Einstein, ya que adquisición de masa
implicaría formación de gravedad por un mecanismo diferente a la teoría,
bastante bien comprobada, de Einstein.
• El propio Stephen
Hawking apostó que nunca encontrarían la partícula de Higgs, pero en
vista de los últimos resultados ha declarado que debería dársele el premio
Nobel a Peter Higgs.
Solo mas estudios confirmarán si en realidad
es el tan buscado bosón de Higgs pero lo cierto es que estamos ante un gran
descubrimiento. Es un acontecimiento histórico para la Física de Partículas y la
ciencia en general.
Artículos relacionados:
Missing
Higgs: http://public.web.cern.ch/public/en/science/higgs-en.html
Higgs within reach
http://public.web.cern.ch/public/
CERN experiments observe particle consistent with
long-sought Higgs boson
http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2012/PR17.12E.html
No hay comentarios:
Publicar un comentario