En cierta ocasión un periodista le pregunto a Einstein: "¿me puede usted explicar la relatividad?", Einstein, a estilo gallego le respondió con otra pregunta : "¿me puede usted explicar como se fríe un huevo?".
El periodista mirándolo extrañado le contestó "pues si, si que puedo...", y antes de que siguiera hablando Einstein le dijo: "pues hágalo, pero imaginando que yo no sé lo que es un huevo, ni una sartén, ni el aceite, ni el fuego".
Bueno, pues con el bosón de Higgs pasaría lo mismo. Es totalmente imposible que un profano comprenda lo que es porque ni siquiera los expertos en la materia lo comprenden. El bosón de Higgs como la mayoría de los conceptos de la Mecánica Cuántica son incomprensibles, muchos científicos (entre ellos el mismísimo Einstein) lo han expresado así. La razón es que esta parte de la Física trata de fenómenos que no se dan en nuestro mundo habitual y se manejan por reglas (o principios) que se contradicen con las reglas del mundo macroscópico que conocemos y en consecuencia nuestro cerebro las rechaza como absurdas.
Al final del artículo incluyo un video que hace un intento de explicar que es el bosón de Higgs aunque yo personalmente creo que queda lejos de lograrlo. Por eso, antes de tratar de entender su esencia vamos a tratar de entender que tipo de cosa es, por qué es importante y cómo de difícil es buscarlo.
Cuando se empezaron a estudiar en detalle estas partículas se encontró que se comportaban de una forma extrañísima que no encajaba en nada de lo que se conocía hasta entonces. Basándose en infinidad de experimentos cada vez mas refinados se fueron extrayendo los "incomprensibles" principios de comportamiento con los que se desgajó la parte de la Física que se conoce como Mecánica Cuántica.
También se llegó a la conclusión de que sobre la materia así constituida actuaban 4 fuerzas elementales (la gravedad, el electromagnetismo y dos tipos de fuerzas nucleares).
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Los sucesivos estudios con aceleradores cada vez mas potentes descubrieron otras muchas partículas. Lo más esencial fue que había 12 tipos de partículas constituyentes de la materia (6 tipos de quarks y 6 tipos de electrones) y que además había otro tipo de partículas totalmente diferentes a las que se les denominó bosones que servían para transmitir las 4 fuerzas elementales entre las 12 partículas constituyentes antes citadas.
Como explicación de todo esto y dentro de la Mecánica Cuántica surgió un modelo teórico denominado Modelo Estándar de la Física de Partículas que clasificaba las partículas encontradas, predecía con total exactitud (estadística) lo que iba a ocurrir en los experimentos y de forma análoga a lo que ocurrió en el siglo XIX con la Tabla Periódica de los Elementos, (ver el artículo sobre este asunto en este Blog) sirvió para predecir la existencia de partículas que todavía no se habían encontrado.
El descubrimiento experimental de varios bosones y varios quarks con las precisas propiedades predichas, reforzó la confianza en la validez del Modelo Estándar. Sin embargo durante 48 años no se ha podido confirmar la predicción hecha en 1964 por Peter Higgs (y otros) sobre la existencia de un bosón que era indispensable para dar el espaldarazo definitivo a este modelo teórico. Encontrar esta partícula (a la que se denominó bosón de Higgs) se consideraba imprescindible porque era la que explicaba la evidencia experimental de que la mayoría de las partículas tienen masa. Era el ser o no ser del Modelo Estándar y del conocimiento en profundidad de como era la materia que constituye el Universo.
¿Por qué tantas colisiones?
Porque los modelos teóricos predicen que se producirá un bosón de Higgs por cada billón de colisiones. Es decir, por termino medio hay que analizar un billón de colisiones para encontrar entre ellas la colisión que ha producido el bosón.
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| Detector |
Y todo este gigantesco montaje para encontrar algo sumamente pequeño pero que tiene una importancia fundamental para validar la teoría del Modelo Estándar y en resumen para entender de que está hecho el Universo.
Para hacernos idea de la escala tan diminuta pensemos en lo siguiente. En el artículo sobre los átomos se decía: Si una ameba, animal unicelular de apenas un milímetro y que es difícilmente visible a simple vista la ampliáramos hasta el tamaño del planeta Tierra, el virus de la gripe porcina (uno de los más pequeños) tendría el tamaño de la Giralda, una molécula de glucosa sería como una ballena y un átomo de hidrógeno, el átomo más simple que existe, tendría el tamaño de una naranja.
Pues bien, imaginemos ahora que hacemos una ampliación muchísimo mayor, de forma que: Si lo que ampliamos hasta el tamaño del planeta Tierra no es la ameba sino un átomo de hidrógeno, los protones y neutrones tendrían el tamaño del parque del Retiro de Madrid, los quarks y electrones serían como las sombrillas de los kioscos, el bosón de Higgs sería como un plato de postre y un neutrino sería como una minúscula bacteria de escherichia coli.
Cuando se asimilan las escalas de estas comparaciones surge inevitablemente una sorprendente conclusión: "La materia está casi vacía". Y efectivamente así es. A pesar de que percibimos la mayoría de las cosas como densas y continuas, todo lo que nos rodea está compuesto por agregaciones de minúsculas partículas separadas por inmensos (relativamente hablando) espacios vacíos. Esto nos ayuda a entender el hecho comprobado de que la mayoría de los neutrinos atraviesan La Tierra sin tropezar con ninguna otra partícula.
La comunidad científica internacional y todos los que nos interesamos por el conocimiento tenemos motivos para estar contentos con el anuncio que el pasado 4 de Julio emitió el CERN acerca de haber encontrado una nueva partícula, de tipo bosón, que tiene una altísima probabilidad de ser el largamente buscado bosón de Higgs. Un importantísimo paso del saber humano.
Juan Rojas
Para terminar, incluyo a continuación un video de YouTube que trata de explicar lo que es el bosón de Higgs en 3 minutos:
Ilustrativo artículo.
ResponderEliminarClaro desde el principio hasta el final.