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El gran colisionador de hadrones y el boson de higgs El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) es el mayor acelerador de partículas del mundo. En este experimento, los físicos del Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) hacen chocar entre sí partículas subatómicas (principalmente protones, uno de los constituyentes del núcleo del átomo) en puntos seleccionados donde se ubican grandes detectores (ATLAS, CMS, LHCb y ALICE). Estos registran las partículas resultantes de las colisiones para estudiar los elementos que componen la materia de la que está hecha el Universo, incluidos nosotros mismos, y sus interacciones. Situado en la frontera franco-suiza cerca de Ginebra, el LHC es un anillo de 27 kilómetros de circunferencia ubicado a 100 metros bajo tierra. Es una de las máquinas más complejas construida nunca: sus 9.300 imanes superconductores, fundamentales para hacer girar los haces de partículas a velocidades cercanas a las de la luz, deben refrigerarse a una temperatura inferior a la del espacio exterior (-270 grados centígrados, cerca del cero absoluto); el interior del anillo es el lugar más vacío del Sistema Solar (10-13 atmósferas) para evitar que las partículas colisionen con moléculas de gas; y cuando las partículas colisionan entre sí se generan temperaturas 100.000 veces más calientes que el interior del Sol. Tras su inauguración en 2008, el LHC comenzó su actual periodo de funcionamiento a finales de 2009. A finales de marzo de 2010 alcanzó los 7 teraelectronvoltios (TeV) de energía de colisión entre partículas, la mayor registrada en un experimento de este tipo. A partir de 2013 alcanzará progresivamente la energía de colisión para la que está diseñado, 14 TeV, y se mantendra operativo durante al menos 15 años. Durante ese periodo los científicos esperan obtener datos suficientes para profundizar en el conocimiento del origen y formación del Universo, así como resolver el enigma del origen de la masa mediante la búsqueda del llamado bosón de Higgs, la pieza que falta por descubrir en el Modelo Estándar de Física de Partículas. Que es el boson de higgs y como entenderlo Es sencillamente una partícula subatómica. Como quien dice la mínima parte de la materia. Se le llamó bosón de Higgs, pues sus descubridores fueron los físicos: el indio Satyendra Nath Bose y el inglés Peter Higgs. Desarrollaron una teoría que describe el comportamiento de un conglomerado de fotones (partículas luminosas), entre ellos la mencionada partícula subatómica. La pregunta es: ¿Dios está en la partícula de Dios? Dios no está ajeno a lo que se devela en las ciencias, sino, como afirma el teólogo cristiano católico Karl Rahner, la historia de la salvación es la historia del Universo y a la vez, la historia del Universo es la historia del caminar de Dios con los hombres. Con base en el descubrimiento, el físico norteamericano Leon Lederman escribió el libro, The God Particle, La partícula de Dios y pretendió demostrar la no existencia de Dios. Los diarios de todo el mundo hicieron eco y a todo timbal anunciaron, de alguna manera, la muerte de Dios. Ya Nietzsche a finales del siglo diecinueve anunció la muerte de Dios y sobre su tumba se levantaría el Superhombre, la Voluntad de Poder. Bueno, -de paso hay que decir que Nietzsche murió esquizofrénico-. A lo largo de los siglos el mundo de la ciencia ha buscado el origen del cosmos. Obviamente si ese origen está en la misma materia, no existiría Dios. A través de la biología y la física se ha querido llegar al origen de todo. La partícula más pequeña del mundo biológico es la célula y aún ésta tiene elementos más pequeños: plasma, citoplasma y núcleo. La partícula más pequeña del mundo de la física es el átomo. Átomo y célula sólo pueden verse con microscopio. Pues bien, el mismo átomo tiene un núcleo con las siguientes partes: electrón, protón y neutrón. Esto de acuerdo con las cargas negativas, positivas o neutras. Ésta última equilibra la energía del átomo. ¿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. ¿Quién acuñó el nombre de "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 británicoWilliam Waldegrave, que la ofreció como "premio" a quien fuese capaz de explicarle que era el bosón de Higgs. ¿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. ¿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 su 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 gigaelectronvoltios (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%). YAPA link: http://www.youtube.com/watch?v=-kXOQH4CQCU