Que es el boson de higgs

Partícula de dios para dummies

El bosón de Higgs es la partícula fundamental asociada al campo de Higgs, un campo que da masa a otras partículas fundamentales como los electrones y los quarks. La masa de una partícula determina cuánto se resiste a cambiar su velocidad o posición cuando se encuentra con una fuerza. No todas las partículas fundamentales tienen masa. El fotón, que es la partícula de la luz y porta la fuerza electromagnética, no tiene masa.

El bosón de Higgs fue propuesto en 1964 por Peter Higgs, François Englert y otros cuatro teóricos para explicar por qué ciertas partículas tienen masa. Los científicos confirmaron su existencia en 2012 mediante los experimentos ATLAS y CMS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Suiza. Este descubrimiento llevó a la concesión del Premio Nobel de Física 2013 a Higgs y Englert.

Los científicos estudian ahora las propiedades características del bosón de Higgs para determinar si se ajusta con precisión a las predicciones del Modelo Estándar de la física de partículas. Si el bosón de Higgs se desvía del modelo, podría proporcionar pistas sobre nuevas partículas que solo interactúan con otras partículas del Modelo Estándar a través del bosón de Higgs y, por tanto, conducir a nuevos descubrimientos científicos.

Peter higgsfísico teórico británico

“En las últimas décadas, los físicos de partículas han desarrollado un elegante modelo teórico (el Modelo Estándar) que ofrece un marco para nuestra comprensión actual de las partículas y fuerzas fundamentales de la naturaleza. Uno de los principales ingredientes de este modelo es un hipotético y omnipresente campo cuántico que se supone que es el responsable de dar a las partículas su masa (este campo respondería a la pregunta básica de por qué las partículas tienen las masas que tienen, o incluso por qué tienen alguna masa). Este campo se llama campo de Higgs. Como consecuencia de la dualidad onda-partícula, todos los campos cuánticos tienen una partícula fundamental asociada. La partícula asociada al campo de Higgs se llama bosón de Higgs.

“Como el campo de Higgs sería el responsable de la masa, el hecho mismo de que las partículas fundamentales tengan masa es considerado por muchos físicos como un indicio de la existencia del campo de Higgs. Incluso podemos tomar todos nuestros datos de la física de partículas e interpretarlos en términos de la masa de un hipotético bosón de Higgs. En otras palabras, si suponemos que el bosón de Higgs existe, podemos inferir su masa basándonos en el efecto que tendría sobre las propiedades de otras partículas y campos. Sin embargo, todavía no hemos demostrado realmente que el bosón de Higgs exista. Uno de los principales objetivos de la física de partículas en las próximas dos décadas es demostrar de una vez por todas la existencia o no del bosón de Higgs”.

Sincrotrón de protones

Si ha oído las noticias sobre el Premio Nobel de Física, quizá se pregunte: ¿qué es el bosón de Higgs? ¿Qué es el bosón de Higgs? Si sabe algo sobre el bosón de Higgs, probablemente sea que se le llama la “partícula de Dios”. Leon Lederman, que ganó el Nobel en 1988 por descubrir un par de otras partículas subatómicas, acuñó ese término en 1993 porque el bosón de Higgs era muy difícil de precisar. Como informó Eryn Brown, Lederman realmente quería llamarla “la maldita partícula”, pero eso no responde realmente a la pregunta. El bosón de Higgs es la partícula asociada al campo de Higgs, un campo de energía que transmite masa a las cosas que lo atraviesan. Peter Higgs y François Englert teorizaron en 1964 que así es como las cosas en el universo – estrellas, planetas, incluso personas – llegaron a tener masa. Así que recurramos a Ian Sample, que escribió un libro sobre el bosón de Higgs titulado “Massive: La caza de la partícula de Dios”. En este vídeo de The Guardian, Sample utiliza una bandeja de cafetería, azúcar moreno y pelotas de ping pong de colores para explicar lo que ocurrió cuando el campo de Higgs se “encendió” aproximadamente una trillonésima de segundo después del Big Bang, y cómo eso acabó impartiendo masa a las partículas.

Gluón

El bosón de Higgs, descubierto en el laboratorio de física de partículas del CERN, cerca de Ginebra (Suiza), en 2012, es la partícula que da masa a todas las demás partículas fundamentales, según el modelo estándar de la física de partículas. Sin embargo, a pesar del trabajo de miles de investigadores en todo el mundo, nadie ha podido averiguar exactamente cómo lo hace o por qué algunas partículas son más masivas que otras.

La única forma de intentar resolver ese problema es observar cómo el bosón de Higgs interactúa con otras partículas mediante el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Por primera vez, los dos grandes grupos que lo utilizan -las colaboraciones CMS y ATLAS- han observado cómo el Higgs decae en dos muones, un tipo de partícula con la que nunca lo habíamos visto interactuar directamente. Los miembros de las colaboraciones presentaron este trabajo en la virtual Conferencia Internacional de Física de Altas Energías.

Los muones son mucho menos masivos que los otros tipos de partículas con los que hemos visto interactuar al Higgs regular, por lo que el nuevo descubrimiento hace más probable que sólo haya un Higgs. Este comportamiento es exactamente lo que esperamos del modelo estándar.  Adam Gibson-Even, de la Universidad de Valparaíso en Indiana, que no participó en este trabajo, dice que se trata de un caso de “bosón de Higgs, exactamente como se ordenó”.

Eduardo José Cazorla