El Bosón de Higgs.

Hola taringueros, los siguientes datos son sobre el renombrado bosón de Higgs. Es un resumen de un trabajo que me tocó hacer.

El objetivo de la física es saber. Saber como se formó el universo, si había materia antes de la existencia del universo, como eran las cosas antes de la existencia del universo, como se producen los distintos fenómenos naturales, que es luz, y un sin fin de cosas mas que ya tienen respuesta. Sin embargo, a pesar de saber muchas cosas, seguimos sabiendo demasiado poco, y tampoco sabemos la pregunta principal ¿Cómo se creó el universo?

Podría haber una respuesta una respuesta a esta pregunta, una partícula llamada “el bosón de Higgs”, descubierta por un físico ingles llamado Peter Higgs.
Esta partícula podría responder muchas preguntas, como quien dice “matar varios pájaros de un tiro”. Sin embargo, su existencia no ha sido comprobada, debido a que en el tiempo que fue descubierta, no existían aceleradores de partículas lo suficientemente poderosas.

Hoy en día se hacen chocar haces de protones, en la frontera franco-suiza, en el colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador y colisionador de partículas más grande y potente jamás construido. Se espera que el LHC brinde una mejor oportunidad de pobrar si ésta partícula existe o no, y al fin aclarar el camino para seguir adelante.

Según los físicos, se podría aclarar la incertidumbre el próximo año 2012. Ellos aseguran también ya haber visto indicios del bosón de Higgs, sin embargo, prefieren no asumir nada.

¿Qué es un bosón?

Hay dos tipos de partículas elementales en la naturaleza. Los más familiares son los fermiones, que están relacionados con la materia y que incluyen los electrones y quarks que forman los átomos; el cuerpo humano, por ejemplo, está hecho de fermiones. Menos conocidos, pero igualmente importantes, son los bosones, que están relacionados con las fuerzas; el fotón, por ejemplo, es el portador de la fuerza electromagnética.


¿Qué es el bosón de Higgs?

Es una hipotética partícula elemental masiva, cuya existencia es predicha por el modelo estándar de la física de partículas. Desempeña un papel importante en la explicación del origen de la masa de otras partículas elementales

¿Qué quiero decir con esto?

Como lo postuló Albert Einstein con su fórmula [E=mc2], la materia y la energía son formas distintas de la misma cosa, es decir, la materia se puede transformar en energía, y la energía en materia.

El bosón de Higgs vendría siendo como el último límite entre la materia y la energía.


¿Cómo se descubrió la posible existencia de ésta partícula?

En relación a la forma en que se unen las cosas, después de muchas investigaciones sabemos que existen cuatro fuerzas fundamentales: la de la gravedad (la que hace que al
dar un salto vuelvas a caer al suelo, por ejemplo), el electromagnetismo (que permite funcionar a los motores y a los teléfonos móviles), la fuerza nuclear fuerte (que mantiene unido el interior del núcleo de los átomos) y una cuarta fuerza conocida como fuerza nuclear débil y que aparecía en algunos procesos concretos, como el que se produce en los elementos radiactivos, como el uranio o el plutonio.

Pues bien, investigando, y tratando de unir éstas fuerzas, los científicos se dieron cuenta de que a altas energías, la fuerza débil y el electromagnetismo se comportaban igual, pero a bajas energías eran muy diferentes. La partícula responsable del electromagnetismo, el fotón, no tenía masa, pero las partículas responsables de la interacción débil, llamadas bosones W y Z, tenían una masa enorme. Es decir, a altas energías se comportaban igual que el fotón, como si no tuvieran masa, pero a bajas energías no. La pregunta que surgió entonces era aún más interesante. Ya sabíamos de qué están hechas las cosas y cómo permanecen unidas pero, ¿Por qué tienen masa las partículas?

En 1964, al físico británico Peter Higgs, después de pensar y analizar ejercicios
matemáticos, se le ocurrió una solución: existía un campo, invisible pero presente en todo el universo desde el Big Bang, que era el responsable de darle masa a las cosas, el campo de Higgs, que está compuesto por bosones de Higgs.


¿Cómo es el supuesto mecanismo por el cual la energía se convierte en materia?

Para entenderlo, haré una comparación. Imaginemos que por una playa llena de niños, pasa un hombre vendiendo helados. Los niños se amontonarían alrededor de él y le impedirían avanzar, dándole masa.

En este caso, la playa sería todo el universo, el vendedor de helados sería una partícula, y los niños serían los bosones de Higgs, dándole masa al vendedor (el conjunto de niños sería el “campo de higgs”).

La masa de las diferentes partículas estaría causada por una “fricción” con el campo de Higgs. Las más livianas se moverían fácilmente por el campo de Higgs, mientras que las más pesadas lo harían con mucha mayor dificultad. Si no existiera el campo de Higgs, todas las partículas, sin importar su masa, se moverían a la velocidad de la luz.


¿Cuál es el mecanismo con el que se intenta
comprobar la existencia del bosón de Higgs y por que es tan difícil hallar dicha partícula?

Para comprobar la existencia de ésta partícula, se usa el colisionador de hadrones (LHC). El mecanismo de esta máquina es acelerar las partículas y hacerlas chocar, produciendo su rompimiento. Después del choque, quedarán una determinada cantidad de partículas esparcidas, las cuales los científicos y físicos analizarán a continuación. Básicamente, se trata de romper partículas "grandes" para luego analizar cada uno de los 'pedazos'.

El problema en el pasado, era que las máquinas no “llegaban al nivel deseado”, es decir, podían romper las partículas ‘grandes’ y generar ‘pedazos pequeños’, pero no lo suficientemente pequeños para hallar el bosón de Higgs.

El bosón de Higgs es difícil de hallar, porque al romper una determinada partícula, el bosón de Higgs se desintegra inmediatamente hacia otro tipo de partículas y no hay manera de registrarlo.

Para hacerse una idea, la vida media (en reposo) de un bosón de Higgs es de aproximadamente de una billonésima de billonésima de segundo, un yoctosegundo.
Específicamente, lo que se hacen en el LHC, es hacer que muchas partículas choquen entre sí a gran velocidad y ver las huellas que deja tras de sí el bosón. De momento, las pruebas no son lo suficientemente precisas para encontrarlo, pero si para “acorralarlo”.


¿Por qué es tan importante comprobar la existencia del bosón de Higgs?

Es por el Modelo Estándar de la Física. Se trata de una ecuación con muchísimas variables y funciona perfectamente para todo lo que se proponen los científicos, y por supuesto, para resolver el enigma de cómo se forma la masa.

La ecuación es la siguiente:





Lo más importante, es fijarse en las “H”. Ese valor representado en la fórmula es el bosón de Higgs y, aunque no se ha encontrado, es fundamental para que el Universo se comporte como se comporta, ya que cada vez que se pone en marcha la ecuación, las predicciones funcionan. De ahí el por qué se empeñan los científicos en buscar el bosón de Higgs, ya que es muy importante en esta “menuda” ecuación.

Lo que podemos concluir es que, se encuentre o no el bosón de Higgs, la física no volverá a ser la misma, pues en ambas opciones se abren nuevos caminos que no se puede saber hasta donde nos llevarán.

Si el bosón de Higgs existe, será un enorme descubrimiento y nos demostrará que tenemos una parte del camino recorrida, y que lo que predice y afirma el Modelo Estándar es correcto, y en el caso de que no existiera, habría que empezar desde el principio, derribar algunas edificios y volverlos a reconstruirlos nuevamente, de cualquier modo, indica un enorme avance en la comprensión del universo.

Se ha dicho que la dichosa partícula está “acorralada”, y que por ende el próximo año, el 2012, podría saberse la verdad de si existe o no.

Sin embargo, aunque hayan indicios que podrían comprobar la existencia del bosón de Higgs, los físicos aún no quieren asumir nada, según ellos hay un 50% de que exista y un 50% de que no exista, cualquier cosa puede suceder.

Podría ser que en vez del bosón de Higgs, se encuentre otra partícula totalmente
desconocida, y esto podría ser más interesante aún. De cualquier modo solo queda esperar al veredicto de los científicos y su experimento en el colisionador de hadrones.