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OPINION

EL BOSON DE HIGGS


¿Qué es el bosón de Higgs?

estructura atómica El Modelo Estándar de la física de partículas establece los fundamentos de cómo las partículas y las fuerzas elementales interactúan en el universo. Pero la teoría fundamentalmente no explica cómo las partículas obtienen su masa.

Las partículas, o trozos de materia, varían en tamaño y pueden ser más grandes o más pequeñas que los átomos. Los electrones, protones y neutrones, por ejemplo, son las partículas subatómicas que conforman un átomo.

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.

¿Cómo funciona el bosón de Higgs?

El bosón de Higgs es parte de una teoría propuesta primero por el físico Peter Higgs y otros en la década de 1960 para explicar cómo obtienen masa las partículas.

La teoría propone que un llamado campo de energía Higgs existe en todas partes del universo. A medida que las partículas pasan a toda velocidad en este campo, interactúan y atraen a bosones de Higgs que se agrupan alrededor de las partículas en un número variable.

Imagina el universo como una fiesta. Invitados relativamente desconocidos en la fiesta pueden pasar rápidamente a través del salón, desapercibidos, pero los invitados más populares atraen a grupos de personas (bosones de Higgs) que luego ralentizarán su movimiento a través de la habitación.

La velocidad de las partículas que se mueven a través del campo de Higgs funciona de manera bastante parecida. Ciertas partículas atraerán grandes grupos de bosones de Higgs; y entre más bosones de Higgs atraiga una partícula, mayor será su masa.

¿Por qué es tan importante encontrar el bosón de Higgs?

Aunque encontrar el bosón de Higgs no nos dirá todo lo que necesitamos saber acerca de cómo funciona el universo, llenará un enorme agujero en el Modelo Estándar que ha existido durante más de 50 años, según los expertos.

“El bosón de Higgs es la última pieza que falta en nuestra actual comprensión de la naturaleza más fundamental del universo”, dijo Martin Archer, un físico del Imperial College de Londres, a CNN.

“Sólo ahora con el LHC seremos realmente capaces de tachar ese pendiente y decir: ‘Así es cómo funciona el universo, o al menos creemos que así lo hace’”.

“No es el punto culminantepero en términos de lo que podemos decir prácticamente sobre el mundo y cómo es el mundo, realmente nos dice mucho”.

Gordon Kane, director del Centro Michigan de Física Teórica, agregó que encontrar evidencia del bosón de Higgs sería un “éxito maravilloso de la ciencia y de las personas durante cuatro siglos”.

Además podría contener la respuesta a la siguiente cuestión: ¿cómo decide la naturaleza a qué partículas les asigna masa y a cuáles no? Todas las partículas elementales que forman la materia (seis leptones y seis quarks) tienen masa. Sin embargo otras como el protón, responsable de la fuerza electromagnética, no tienen masa. La presencia o ausencia de masa podría venir dada por el bosón de Higgs, cuya existencia se propuso en los años sesenta. “Confirmar la existencia del bosón de Higgs en el modelo estándar supondría haber comprendido el mecanismo por el cual las partículas adquieren masa, un mecanismo que en su versión más simple predice la existencia de –al menos– un bosón que cuando interacciona con las otras partículas (quarks, leptones y otros bosones), hace que estas adquieran masa”, explica Teresa Rodrigo, investigadora del Instituto de Física de Cantabria que participa en los experimentos del CERN

¿Por qué el bosón de Higgs es llamado la partícula de Dios?

Fue el Premio Nobel de Fïsica Leon Lederman, en el libro “Si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?”. Sin embargo muchos investigadores prefieren el apodo de “la partícula de la botella de champagne”, haciendo alusión a la anécdota según la cual el físico David J. Miller ganó en 1993 una botella de champagne ofrecida por el ministro de ciencia británico William Waldegrave, que la ofreció como “premio” a quien fuese capaz de explicarle que era el bosón de Higgs

El popular apodo de la esquiva partícula fue creado, según se dice contra su voluntad, ya que Lederman dijo que quería llamarla Goddamn Particle (Partícula Maldita por Dios), porque “nadie podía encontrar esa cosa”.

“’Partícula de Dios’ (God Particle) es un apodo que no me gusta”, dice Archer. “No tiene nada que ver con la religión; la única similitud (teórica) es que estás observando algo que es un campo que está en todas partes, en todos los espacios” (y no lo puedes ver).

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¿Quiénes son los científicos que buscan el bosón de Higgs?

En el último año los científicos han buscado el bosón de Higgs al estrellar conjuntos de protones a alta velocidad en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) de 10,000 millones de dólares del Consejo Europeo de Investigación Nuclear, (CERN, por sus siglás en francés) en Ginebra, Suiza.

En el interior del LHC, que se encuentra 100 metros bajo tierra en un túnel de 27 kilómetros y es el acelerador de partículas más poderoso jamás construido, colisiones de protones a alta velocidad generan una serie de partículas aún más pequeñas que los científicos escudriñan en busca de una señal en los datos que sugiera la existencia del bosón de Higgs.

“Simplemente esperas que en algún lugar de estas colisiones puedas ver algo… una especie de bache estadístico”, dice Archer.

Si los bosones de Higgs existen, son evasivos, estallando y luego desapareciendo de nuevo rápidamente. Esto significa que los científicos del LHC sólo serán capaces de observar sus restos en descomposición, dice Archer.

Ha llevado años a los científicos reducir el rango de masa en el que creían que el bosón de Higgs podría existir; pero durante el año pasado, un bache estadístico sugirió que están en el camino correcto.

“Ahora que están empezando a obtener un ‘bache’, los científicos deberían de ser capaces de conseguir ese resultado cada vez más”, dice Archer.

¿Qué pasaría si los científicos no encuentran el bosón de Higgs?

El consenso general entre los académicos de la física es que el campo de Higgs y el bosón existen, de acuerdo con Archer.

“Simplemente tiene sentido en el marco en el que hemos establecido todo, dado que todo lo que podemos describir y podemos ver parece ser descrito de esta sencilla manera”, dice Archer.

Casi todos los científicos creen que el Gran Colisionador de Hadrones o bien probará o refutará la existencia del bosón de Higgs de una vez por todas; por lo que si el LHC no lo encuentra, no existe, dicen los expertos.

Martin Archer cree que un fracaso en la búsqueda del bosón de Higgs sería aún más emocionante que descubrir la esquiva partícula.

“Si no lo ves, realmente significa que el universo al nivel más fundamental es más complicado de lo que pensábamos”, dice Archer, “y por lo tanto, tal vez la forma en que hemos estado abordando la física no es la correcta”.

2. ¿Qué es el campo de Higgs?

Para explicar por qué unas partículas tienen masa y otras no, el físico británico Peter Higgs (y simultánea pero independientemente, también Francois Englert, Robert Brout, Gerald Guralnik, Dick Hagen y Tom Kibble) postuló en los años 60 del siglo XX un mecanismo que se conoce como el “campo de Higgs”. Al igual que el fotón es el componente fundamental de la luz, el campo de Higgs requiere la existencia de una partícula que lo componga, que los físicos llaman “bosón de Higgs”. El campo de Higgs sería una especie de continuo que se extiende por todo el espacio, formado por un incontable número de bosones de Higgs. La masa de las partículas estaría causada por una especie de “fricción” con el campo de Higgs, por lo que las partículas más ligeras se moverían por este campo fácilmente mientras que las más pesadas lo harán con mayor dificultad.

4. ¿Por qué se usa el LHC para buscar el bosón de Higgs?

La confirmación o refutación de la existencia del bosón de Higgs es uno de los objetivos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), el mayor y más potente acelerador de partículas del mundo que opera la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en la frontera franco‐suiza, cerca de Ginebra (Suiza). En el interior del anillo del acelerador del CERN colisionan protones entre sí a una velocidad cercana a la de la luz. Según los cálculos los bosones de Higgs deberían producirse en choques frontales entre protones de energías del orden de 20 TeV. Al fin y al cabo, cuanto mayor sea la energía de las partículas que chocan más masa tendrán las resultantes, según la famosa ecuación de Einstein E=mc2. No obstante, el bosón de Higgs no se puede detectar directamente, ya que una vez que se produce se desintegra casi instantáneamente dando lugar a otras partículas elementales más habituales (fotones, muones, electrones…) que sí son detectadas en el LHC.

5. ¿Por qué se habla de probabilidades en lugar de hablar de descubrimiento del bosón de Higgs? ¿Qué significan los “sigmas” de los que hablan los físicos?

El bosón de Higgs no puede observarse directamente porque si tiempo de vida es demasiado corto. Al final de su vida, decae y se transforma en otras partículas que son las que los detectores observan. Por ejemplo, en dos fotones. Pero otros muchos procesos también generan dos fotones, de modo que los científicos tienen que comparar el número de “eventos de dos-fotones” y compararlo con lo que se espera para una determinada partícula.
Para reclamar la paternidad de un descubrimiento, los físicos necesitan tener un exceso de colisiones significativas, lo que precisa de otra magnitud: la desviación estándar o el “número de sigmas”, que establece la significancia estadística de ese descubrimiento. Al hacer el anuncio sobre el bosón de Higgs, Fabiola Gianotti ha dicho: “Hemos observado señales claras de una nueva partícula en el nivel de cinco sigma en la región de la masa alrededor de 126 gigaelectrónvoltios (GeV)”. El valor cinco sigma es el nivel mínimo aceptado por la comunidad científica para confirmar el descubrimiento de una partícula, e indica que la probabilidad de que lo que estemos viendo sea fruto del azar es más pequeña que unas pocas partes en diez millones (o que la confianza es del 99,99994%).

fuente: CNN-México

VER VIDEO

http://www.muyinteresante.es/video-asi-estan-buscan-el-boson-de-higgs-en-el-cern

Acerca de Ciro A. García I. (maestro ciro)

DOCENTE ESPECIALISTA EN PEDAGOGÍA. LARGA EXPERIENCIA DOCENTE Y ADMINISTRATIVA. CONVENCIDO QUE LA EDUCACION APORTA AL DESARROLLO HUMANO PARA ROMPER LAS BARRERAS DE LA INEQUIDAD Y LA EXCLUSION

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