El Boson de Higgs en pocas palabras…

¿Qué es el famoso bosón de Higgs? En varias ocasiones lo habremos escuchado en diferentes lugares, libros, medios de comunicación, etc… Vamos a tratar de explicarlo de una forma sencilla y simple.

En primer lugar, vamos a empezar con el modelo estándar. Estas son esencialmente las leyes de la física de partículas como los científicos dan a entender. Explican toda la materia y las fuerzas que vemos a nuestro alrededor. Bueno, la mayoría de la materia ya que todavía hay algunos grandes misterios, que discutiremos a medida que avanzamos.

Pero lo importante es entender que hay dos grandes categorías: los fermiones y los bosones.

Los fermiones son materia. Ahí están los protones y neutrones que se componen de quarks, y no son leptones, que son indivisibles, como los electrones y los neutrinos. Dicho de otra manera, todo lo que se puede tocar son fermiones.

Los bosones son las partículas que se comunican con las fuerzas del Universo. Los fotones, se comunican con la fuerza electromagnética. Luego está el gluon, que se comunica con la fuerza nuclear fuerte y los bosones W y Z, que se comunican con la fuerza nuclear débil.

Aquí viene el misterio número 1 de la gravedad. Aunque es una de las fuerzas fundamentales del Universo, nadie ha descubierto una partícula que se comuniqué con esta fuerza.

Una vez más, este es el modelo estándar, y describe con precisión las leyes de la naturaleza tal y como las vemos a nuestro alrededor.

Uno de los mayores misterios sin resolver de la física fue el concepto de masa. ¿Por qué nada tiene masa en absoluto? ¿Por qué la cantidad de «cosas» físicas en un objeto definen lo fácil que es ponerse en movimiento, o lo difícil que es hacer que se detenga?

En la década de 1960, el físico Peter Higgs predijo que debe haber algún tipo de campo que impregna todo el espacio e interactúa con la materia, como una especie de peces nadando a través del agua. Como más masa tiene un objeto, más se interactúa con este campo de Higgs.

Y al igual que las otras fuerzas fundamentales del Universo, el campo de Higgs debe tener un bosón correspondiente que se comunique con esta fuerza, este es el bosón de Higgs.

El campo en sí es indetectable, pero si se puede detectar de alguna manera las partículas de Higgs correspondientes.

Y aquí es donde el Gran Colisionador de Hadrones entra. El trabajo de un acelerador de partículas es la de convertir la energía en materia, a través de la fórmula E = mc2. Al acelerar partículas como protones a grandes velocidades, les dan una enorme cantidad de energía cinética. De hecho, en su configuración actual, el LHC mueve protones cerca de los 0.999999991c, es decir que está a unos 10 km/h más lento que la velocidad de la luz.

Cuando los haces de partículas que se mueven en direcciones opuestas se chocan dentro del colisionador, se concentra una enorme cantidad de energía en un pequeño volumen de espacio. Cuanta más energía se puede chocar, más cantidad de partículas más masivas se podrán crear.

Y así, en 2013, el LHC permitió a los físicos ayudar finalmente a ser capaces de confirmar la presencia del Bosón de Higgs sintonizando la energía de las colisiones a exactamente el nivel correcto, y luego ayudando a la detección de la cascada de partículas que se producen durante la decadencia de bosones.

Debido a que los diferentes tipos de partículas se detectan, se pueden aislar las conocidas y se puede asumir la presencia del bosón de Higgs, y debido a esto, se puede asumir la presencia del campo de Higgs.

Todavía quedan más misterios por resolver referente a ello, entre ellos también la gravedad. La realidad es que los físicos saben ahora que el asunto que se ha explicado es realmente sólo una fracción de todo el Universo. Los cosmólogos estiman que sólo el 4% del universo es la materia bariónica normal que estamos familiarizados.

Otro 23% es materia oscura, y otro 73% es energía oscura. Así que todavía hay un montón de misterios para mantener a los físicos ocupados durante años.

Y así, en 2013, el Gran Colisionador de Hadrones, finalmente consiguió hacer aparecer la partícula que los físicos habían predicho desde hace 50 años. La última pieza del Modelo Estándar, finalmente se comprobó que existe, y estamos más cerca de entender lo que el 4% del Universo es. El otro 96% (ah, y la gravedad), siguen siendo un misterio.

Los físicos están poniendo el LHC a los niveles más altos de energía, para buscar otras partículas, para entender la materia oscura, y ver si se pueden generar agujeros negros microscópicos. Este poderoso instrumento tiene mucha más ciencia para revelar, así que tendremos que estar atentos.

Ese es el bosón de Higgs en pocas palabras….

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