|
|
Bosón de Higgs
De Wikipedia, la enciclopedia libre
El bosón de Higgs o partícula de Higgs es una partícula elemental propuesta en el Modelo estándar de física de partículas. Recibe su nombre en honor a Peter Higgs quien, junto con otros, propuso en 1964, el hoy llamado mecanismo de Higgs, para explicar el origen de la masa de las partículas elementales. El Bosón de Higgs constituye el cuanto del campo de Higgs, (la más pequeña excitación posible de este campo). Según el modelo propuesto, no posee espín, carga eléctrica o color, es muy inestable y se desintegra rápidamente, su vida media es del orden del zeptosegundo. En algunas variantes del Modelo estándar puede haber varios bosones de Higgs.[2]
La existencia del bosón de Higgs y del campo de Higgs asociado serían el más simple de varios métodos del Modelo estándar de física de partículas que intentan explicar la razón de la existencia de masa en las partículas elementales. Esta teoría sugiere que un campo impregna todo el espacio, y que las partículas elementales que interactúan con él adquieren masa, mientras que las que no interactúan con él, no la tienen. En particular, dicho mecanismo justifica la enorme masa de los bosones vectoriales W y Z, como también la ausencia de masa de los fotones. Tanto las partículas W y Z, como el fotón son bosones sin masa propia, los primeros muestran una enorme masa porque interactúan fuertemente con el campo de Higgs, y el fotón no muestra ninguna masa porque no interactúa en absoluto con el campo de Higgs.
El bosón de Higgs ha sido objeto de una larga búsqueda en física de partículas. Si se demostrara su existencia, el modelo estaría completo. Si se demostrara que no existe, otros modelos propuestos en los que no se involucra el Higgs podrían ser considerados.
El 4 de julio de 2012, el CERN anunció la observación de una nueva partícula «consistente con el bosón de Higgs», pero se necesitaría más tiempo y datos para confirmarlo.[1] El 14 de marzo de 2013 el CERN, con dos veces más datos de los que disponía en el anuncio del descubrimiento en julio de 2012, encontraron que la nueva partícula se ve cada vez más como el bosón de Higgs. La manera en que interactúa con otras partículas y sus propiedades cuánticas, junto con las interacciones medidas con otras partículas, indican fuertemente que es un bosón de Higgs. Todavía permanece la cuestión de si es el bosón de Higgs del Modelo estándar o quizás el más liviano de varios bosones predichos en algunas teorías que van más allá del Modelo estándar.[3]
Introducción general [editar]
En la actualidad, prácticamente todos los fenómenos subatómicos conocidos son explicados mediante el modelo estándar, una teoría ampliamente aceptada sobre las partículas elementales y las fuerzas entre ellas. Sin embargo, en la década de 1960, cuando dicho modelo aún se estaba desarrollando, se observaba una contradicción aparente entre dos fenómenos. Por un lado, la fuerza nuclear débil entre partículas subatómicas podía explicarse mediante leyes similares a las del electromagnetismo (en su versión cuántica). Dichas leyes implican que las partículas que actúen como intermediarias de la interacción, como el fotón en el caso del electromagnetismo y las partículas W y Z en el caso de la fuerza débil, deben ser no masivas. Sin embargo, sobre la base de los datos experimentales, los bosones W y Z, que entonces sólo eran una hipótesis, debían ser masivos.[4]
En 1964, tres grupos de físicos publicaron de manera independiente una solución a este problema, que reconciliaba dichas leyes con la presencia de la masa. Esta solución, denominada posteriormente mecanismo de Higgs, explica la masa como el resultado de la interacción de las partículas con un campo que permea el vacío, denominado campo de Higgs. Peter Higgs fue en solitario uno de los proponentes de dicho mecanismo. En su versión más sencilla, este mecanismo implica que debe existir una nueva partícula asociada con las vibraciones de dicho campo, el bosón de Higgs.
El modelo estándar quedó finalmente constituido haciendo uso de este mecanismo. En particular, todas las partículas masivas que lo forman interaccionan con este campo, y reciben su masa de él. Sin embargo, la existencia del bosón de Higgs es la única parte del mismo que aún necesita ser demostrada.
Hasta la década de 1980 ningún experimento tuvo la energía necesaria para comenzar a buscarlo, dado que la masa que se estimaba que podría tener era demasiado alta (cientos de veces la masa del protón).
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Ginebra, Suiza, inaugurado en 2008, y cuyos experimentos empezaron en 2010, fue construido con el objetivo principal de encontrarlo, probar la existencia del Higgs, y medir sus propiedades, lo que permitiría a los físicos confirmar esta piedra angular de teoría moderna. Anteriormente también se intentó en el LEP (un acelerador previo del CERN) y en el Tevatron (de Fermilab, situado cerca de Chicago en Estados Unidos).
Los físicos de partículas sostienen que la materia está hecha de partículas fundamentales cuyas interacciones están mediadas por partículas de intercambio conocidas como partículas portadoras. A comienzos de la década de 1960 habían sido descubiertas o propuestas un número de estas partículas, junto con las teorías que sugieren cómo se relacionaban entre sí. Sin embargo era conocido que estas teorías estaban incompletas. Una omisión era que no podían explicar los orígenes de la masa como una propiedad de la materia. El teorema de Goldstone, relacionando con la simetría continua dentro de algunas teorías, también parecían descartar muchas soluciones obvias.
El mecanismo de Higgs es un proceso mediante el cual los bosones vectoriales pueden obtener masa invariante sin romper explícitamente invariancia de gauge. La propuesta de ese mecanismo de ruptura espontánea de simetría fue sugerida originalmente en 1962 por Philip Warren Anderson y, en 1964, desarrollada en un modelo relativista completo de forma independiente y casi simultáneamente por tres grupos de físicos: por François Englert y Robert Brout; Las propiedades del modelo fueron adicionalmente consideradas por Guralnik en 1965 y Higgs en 1966. Los papeles mostraron que cuando una teoría de gauge es combinada con un campo adicional que rompe espontáneamente la simetría del grupo, los bosones de gauge pueden adquirir consistentemente una masa finita. En 1967, Steven Weinberg y Abdus Salam fueron los primeros en aplicar el mecanismo de Higgs a la ruptura de la simetría electrodébil y mostraron cómo un mecanismo de Higgs podría ser incorporado en la teoría electrodébil de Sheldon Glashow, en lo que se convirtió en el modelo estándar de física de partículas.
Los tres artículos escritos en 1964 fueron reconocidos como un hito durante la celebración del aniversario 50º de la Physical Review Letters.[5] Sus seis autores también fueron galardonados por su trabajo con el Premio de J. J. Sakurai para física teórica de partículas[6] (el mismo año también surgió una disputa; en el evento de un Premio Nobel, hasta 3 científicos serían elegibles, con 6 autores acreditados por los artículos).[7] Dos de los tres artículos del PRL (por Higgs y GHK) contenían ecuaciones para el hipotético campo que eventualmente se conocería como el campo de Higgs y su hipotético cuanto, el bosón de Higgs. El artículo subsecuente de Higgs, de 1966, mostró el mecanismo de decaimiento del bosón; sólo un bosón masivo puede decaer y las desintegraciones pueden demostrar el mecanismo.
En el artículo de Higgs el bosón es masivo, y en una frase de cierre Higgs escribe que "una característica esencial" de la teoría "es la predicción de multipletes incompletos de bosones escalares y vectoriales". En el artículo de GHK el bosón no tiene masa y está desacoplado de estados masivos. En los exámenes de 2009 y 2011, Guralnik afirma que en el modelo GHK el bosón es sólo en una aproximación de orden más bajo, pero no está sujeta a ninguna restricción y adquiere masa a órdenes superiores y agrega que el artículo de GHK fue el único en mostrar que no hay ningún bosón de Goldstone sin masa en el modelo y en dar un completo análisis del mecanismo general de Higgs.[8] [9]
Además de explicar cómo la masa es adquirida por bosones de vector, el mecanismo de Higgs también predice la relación entre las masas de los bosones W y Z, así como sus acoplamientos entre sí y con el modelo estándar de quarks y leptones. Posteriormente, muchas de estas predicciones han sido verificados por precisas mediciones en los colisionadores LEP y SLC, abrumadoramente confirmando que algún tipo de mecanismo de Higgs tiene lugar en la naturaleza,[10] pero aún no se ha descubierto la manera exacta por la que sucede. Se espera que los resultados de la búsqueda del bosón de Higgs proporcione evidencia acerca de cómo esto es realizado en la naturaleza.
Arrinconando al bosón de Higgs [editar]
Antes del año 2000, los datos recogidos en el Large Electron-Positron collider (LEP) en el CERN para la masa del bosón de Higgs del modelo estándar, habían permitido un límite inferior experimental de 114.4 GeV/c2 con un nivel de confianza del 95% (CL). El mismo experimento ha producido un pequeño número de eventos que podrían interpretarse como resultantes de bosones de Higgs con una masa de alrededor de 115 GeV, justo por encima de este corte, pero el número de eventos fue insuficiente para sacar conclusiones definitivas.[11]
En el Tevatrón del Fermilab, también hubo experimentos en curso buscando el bosón de Higgs. A partir de julio de 2010, los datos combinados de los experimentos del CDF y el DØ en el Tevatron eran suficientes para excluir al bosón de Higgs en el rango de 158 -175 GeV/c2 al 95% de CL.[12] [13] Resultados preliminares a partir de julio de 2011 extendieron la región excluida para el rango de 156-177 GeV/c2 al 95% de CL.[14]
La recopilación de datos y análisis en la busca de Higgs se intensificaron desde el 30 de marzo de 2010, cuando el LHC comenzó a operar en 3,5 TeV.[15] Resultados preliminares de los experimentos ATLAS y CMS del LHC, a partir de julio de 2011, excluyen un bosón de Higgs de modelo estándar en el rango de masa 155-190 GeV/c2[16] y 149-206 GeV/c2,[17] respectivamente, en el 95% CL.
A partir de diciembre de 2011 la búsqueda se había estrechado aproximadamente a la región de 115–130 GeV con un enfoque específico alrededor de 125 GeV, donde tanto el experimento del ATLAS y el CMS informan independientemente un exceso de eventos, [18] [19] lo que significaba que, en este rango de energía, se detectaron, en un número mayor que el esperado, patrones de partículas compatibles con la desintegración de un bosón de Higgs. Los datos eran insuficientes para mostrar si estos excesos fueron debido a fluctuaciones de fondo (es decir, casualidad aleatoria u otras causas), y su significado estadístico no era lo suficientemente grande como para sacar conclusiones o aún ni siquiera para contar formalmente como una "observación", pero el hecho de que dos experimentos independientes habían mostrado excesos alrededor de la misma masa llevó a considerable entusiasmo en la comunidad de la física de partículas.[20]
El 22 de diciembre de 2011, la colaboración de DØ también reportó limitaciones sobre el bosón de Higgs dentro del modelo estándar mínimamente supersimétrico (MSSM), una extensión del modelo estándar. Colisiones protón-antiprotón (pp) con una energía de masa de 1,96 TeV les había permitido establecer un límite superior para la producción del bosón de Higgs dentro de MSSM desde 90 hasta 300 GeV y excluyendo tan β > 20-30 para masas del bosón de Higgs por debajo de 180 GeV (tan β es la relación de los dos valores de la expectativa del vacío del doblete de Higgs).[21]
Por todo esto, a finales de diciembre de 2011, era ampliamente esperado que el LHC podría proporcionar datos suficientes para excluir o confirmar la existencia del bosón de Higgs del modelo estándar para finales de 2012, para cuando su colección de datos de 2012 (en energías de 8 TeV) haya sido examinada.[22]
http://es.wikipedia.org/wiki/Bos%C3%B3n_de_Higgs
|
|
|
|
|
Durante la primera parte de 2012, los dos grupos de trabajo del LHC continuaron con las actualizaciones de los datos tentativos de diciembre de 2011, que en gran medida estaban siendo confirmados y desarrollados aún más. También estuvieron disponibles actualizaciones en el grupo que estaba analizando los datos finales desde el Tevatrón. Todo esto continuó para resaltar y estrechar la misma región de 125 GeV, que estaba mostrando características interesantes.
El 2 de julio de 2012, la colaboración del ATLAS publicó adicionales análisis de sus datos de 2011, excluyendo los rangos de masas del bosón desde 111,4 GeV a 116,6 GeV, 119.4 GeV a 122.1 GeV, y 129.2 GeV a 541 GeV. Ellos Observaron un exceso de eventos correspondiente a las hipótesis de masas del bosón de Higgs de alrededor de 126 GeV con un significado local de sigma 2,9.[23] En la misma fecha, las colaboraciones del DØ y el CDF anunciaron más análisis que aumentaron su confianza. El significado de los excesos de energías entre 115–140 GeV ahora fue cuantificado como de desviaciones estándar de 2,9, correspondiente a una probabilidad de 1 en 550 de ser debido a una fluctuación estadística. Sin embargo, esto todavía quedó lejos de la confianza de sigma 5, por lo tanto, los resultados de los experimentos LHC son necesarios para establecer un descubrimiento. Ellos excluyen los rangos de la masa de Higgs de 100–103 y 147–180 GeV.[24] [25]
Se descubre un nuevo bosón [editar]
En una nota interna del CERN, del 21 de abril de 2011, se contextualizaba el rumor de que los físicos del LHC habían detectado por primera vez el bosón de Higgs.
La nota interna habla de la observación de una resonancia en los 125 GeV, justo la clase de fenómeno que se esperaría detectar si se hubiera encontrado un bosón de Higgs en ese rango de energía. Sin embargo, el elevado número de eventos observados, hasta treinta veces más de los predichos en el modelo estándar de física de partículas, sorprendía a los propios investigadores.[26]
A finales de 2011, dos de los experimentos llevados a cabo en el LHC aportaron indicios de la existencia del bosón.
El 22 de junio de 2012 el CERN anunció un seminario cubriendo las conclusiones provisionales para el año 2012,[27] [28] y poco después comenzaron a difundirse, en los medios de comunicación, rumores de que esto incluiría un anuncio importante, pero no estaba claro si se trataba de una señal más fuerte o de un descubrimiento formal.[29] [30]
El 4 de julio de 2012 fueron presentados por el CERN, con la presencia de varios científicos, incluyendo al propio teórico del tema Peter Higgs, los resultados preliminares de los análisis conjuntos de los datos tomados por el LHC en 2011 y 2012 en los dos principales experimentos del acelerador (ATLAS y CMS). El CMS anunció el descubrimiento de un bosón con masa 125.3 ± 0.6 GeV/c2 a una significación estadística de sigma 4,9,[31] y el ATLAS de un bosón con masa 126.5 GeV/c2 de sigma 5.[23] Esto cumple con el nivel formal necesario para anunciar una nueva partícula que es "consistente con" el bosón de Higgs.[32]
El estudio de las propiedades y características de la nueva partícula necesita aún más tiempo para poder confirmar si realmente se trata del bosón de Higgs del Modelo estándar o uno de los bosones de Higgs que predicen las teorías supersimétricas o si se trata de una nueva partícula desconocida.[1] Se espera que los datos recopilados en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN puedan esclarecer la naturaleza de este nuevo bosón.
En recientes conferencias, los datos estudiados arrojan más luz sobre la naturaleza del bosón y, al menos de momento, confirman que se trata de un bosón de Higgs aunque habrá que esperar para saber cuál es.
Propiedades [editar]
Muchas de las propiedades del bosón de Higgs, tal y como se describe en el modelo estándar, están totalmente determinadas. Como su nombre indica, es un bosón, tiene espín 0 (lo que se denomina un bosón escalar). No posee carga eléctrica ni carga de color, por lo que no interacciona con el fotón ni con los gluones. Sin embargo interacciona con todas las partículas del modelo que poseen masa: los quarks, los leptones cargados y los bosones W y Z de la interacción débil. Sus constantes de acoplo, que miden cuan intensa es cada una de esas interacciones, son conocidas: su valor es mayor cuanto mayor es la masa de la partícula correspondiente. En la versión original del modelo estándar, no se incluía la masa de los neutrinos ni, por tanto, una interacción entre estos y el Higgs. Aunque ésta podría explicar la masa de los neutrinos, en principio su origen puede tener una naturaleza distinta.[33] El bosón de Higgs es además su propia antipartícula.
El modelo estándar no predice sin embargo la masa del Higgs, que ha de ser medida experimentalmente; tampoco el valor de algunos parámetros que dependen de ésta: las constantes de acoplo del Higgs consigo mismo –que miden cuan intensamente interaccionan dos bosones de Higgs entre sí– o su vida media. En primera aproximación, la masa del Higgs puede tomar cualquier valor. Sin embargo la consistencia matemática del modelo estándar impone cotas inferiores entre 85 y 130 GeV/c2, y cotas superiores entre 140 y 650 GeV/c2.[34] Los experimentos llevados a cabo en los aceleradores LEP y Tevatron, y posteriormente en el LHC, han impuesto cotas experimentales para el valor de la masa del Higgs –siempre asumiendo el comportamiento del modelo estándar–. En julio de 2012 los dos experimentos del LHC efectuando búsquedas del Higgs, ATLAS y CMS, presentaron resultados que excluyen valores de la masa fuera del intervalo entre 123–130 GeV/c2 según ATLAS, y 122,5–127 GeV/c2 según CMS (ambos rangos con un 95% de nivel de confianza).[35] [36] Además, anunciaron el descubrimiento de un bosón con propiedades compatibles con las del Higgs, con una masa de aproximadamente 125–126 GeV/c2. Su vida media con esa masa sería aproximadamente 10−22 s, una parte en diez mil trillones de un segundo.[37]
Alternativas [editar]
Desde los años en los que fue propuesto el bosón de Higgs han existido muchos mecanismos alternativos. Todas las otras alternativas usan una dinámica que interactúa fuertemente para producir un valor esperado del vacío que rompa la simetría electrodébil. Una lista parcial de esos mecanismos alternativos es:
Literatura, ficción y música [editar]
- En la película Solaris protagonizada por George Clooney y Natascha McElhone se teoriza que los visitantes que materializan el océano viviente del planeta estarían formados por partículas subatómicas estabilizadas por un campo de Higgs.
- En la película Ángeles y demonios, basada en el libro del mismo nombre (del autor Dan Brown), se menciona al bosón de Higgs como "la partícula de Dios".
- En el libro de ciencia ficción Recuerdos del futuro, escrita por Robert J. Sawyer (1999), dos científicos desatan una catástrofe a nivel mundial mientras tratan de encontrar el esquivo bosón de Higgs.
- En el capítulo 21 de la 5° temporada (The Hawking Excitation) de la serie The Big Bang Theory, Sheldon Cooper cree haber descubierto una prueba de la existencia del bosón de Higgs.
- En la serie española El barco, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Ginebra, Suiza provoca, tras su puesta en marcha, el hundimiento de los continentes, dejando como únicos supervivientes a los tripulantes de Estrella Polar y con una sola esperanza de vida que se sitúa en un pequeño trozo de tierra perdido en la cara este del planeta.
- El grupo musical madrileño Aviador Dro en su último disco editado en junio de 2012 y titulado La Voz de la Ciencia dedican un tema al Bosón de Higgs.
Véase también [editar]
|
|
|
|
|
Peter Higgs
De Wikipedia, la enciclopedia libre
Peter Ware Higgs (n. el 29 de mayo de 1929 en Newcastle, Tyne y Wear, Reino Unido), es un físico británico conocido por su proposición en los años 60 de la ruptura de la simetría en la teoría electrodébil, explicando el origen de la masa de las partículas elementales en general, y de los bosones W y Z en particular.
Este mecanismo predice la existencia de una nueva partícula, el bosón de Higgs. Higgs concibió el mecanismo en 1964 mientras realizaba una travesía por los Cairngorms, de donde regresó a su laboratorio declarando que había tenido «una gran idea».
El 4 de julio de 2012, la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) hizo público el descubrimiento de una nueva partícula subatómica que confirma con más de un 99% de probabilidad la existencia del bosón de Higgs, conocido popularmente como la «partícula de Dios», un hallazgo fundamental para explicar por qué existe la materia tal y como la conocemos. ATLAS, uno de los dos experimentos del CERN que busca el bosón de Higgs, ha confirmado la observación de una nueva partícula, con un nivel de confianza estadística de 5 sigma (superior al 99,99994%), en la región de masas de alrededor de 125 GeV. Esta medición implica que la probabilidad de error es de una en tres millones, una cifra que oficialmente es suficiente para dar por confirmado un descubrimiento.
Peter Higgs fue galardonado con varios premios en reconocimiento a su trabajo, incluyendo la Medalla Hughes de la Real Sociedad en 1981; la Medalla Rutherford del Institute of Physics en 1984; la Medalla y Premio Paul Dirac del Institute of Physics en 1997, por sus contribuciones sobresalientes en el campo de la física teórica; el premio a la física de alta energía y física de partículas de la Sociedad Europea de Física en 1997; el Premio Wolf en Física en 2004; el premio Oskar Klein Memorial Lecture de la Real Academia Sueca de Ciencias en 2009; el Premio J. J. Sakurai de física teórica de partículas de la Sociedad Americana de Física en 2010; una medalla única a Higgs de la Real Sociedad de Edimburgo en 2012; y el premio internacional Nonino Man of Our Time en 2013, entre otros.[1] Su descubrimiento del bosón de Higgs llevó al físico Stephen Hawking a señalar su opinión de que Higgs debería recibir el premio Nobel de Física por su trabajo.[2]
Biografía y educación [editar]
Higgs nació en Newcastle upon Tyne. Su padre era un ingeniero de sonido que trabajaba en la BBC. Debido a que Peter padecía un asma infantil, y en parte también al trabajo de su padre, se mudaron a varios lugares. Más tarde, a causa de la Segunda Guerra Mundial, experimentó nuevos cambios de residencia y, como consecuencia, Higgs perdió bastantes clases de la enseñanza básica, teniendo por ello mucha formación en su casa. Cuando su padre fue destinado a Bedford, Higgs se quedó con su madre en Bristol, ciudad en la que se asistió a la Escuela de Gramática, donde fue inspirado por el trabajo de uno de los alumnos de la escuela, Paul Dirac, padre de la mecánica cuántica moderna.
A la edad de 17 años, Higgs se cambió a la City of London School, donde se especializó en matemáticas; después prosiguió sus estudios en el King's College de Londres donde se graduó en Físicas con el mejor expediente y, con posterioridad, realizó un curso de posgrado y un doctorado. Llegó a ser Colaborador de investigación Senior en la Universidad de Edimburgo; después tuvo varios puestos en la University College London y el Imperial College London antes de ser catedrático en matemáticas en el University College London. Volvió a la Universidad de Edimburgo en 1960 a tomar posesión del puesto de catedrático en física teórica, permitiéndole establecerse en la ciudad en donde se enamoró siendo todavía un estudiante.
Trabajos teóricos en física [editar]
Fue en Edimburgo cuando se interesó por la masa, desarrollando la idea de que las partículas no tenían masa cuando el universo comenzó, adquiriendo la misma una fracción de segundo después, como resultado de la interacción con un campo teórico, ahora conocido como el campo de Higgs. Higgs postuló que este campo permea todo el espacio, dando a todas las partículas subatómicas que interactúan con él su masa.
Mientras que el campo de Higgs se postula como el que confiere la masa a los quarks y leptones, representa sólo una diminuta porción de la masa de las otras partículas subatómicas, como protones y neutrones. En ellos, los gluones, que ligan los quarks, confieren la mayoría de la masa de la partícula.
La base original del trabajo de Higgs proviene del teórico estadounidense nacido en Japón Yoichiro Nambu, de la Universidad de Chicago. Nambu propuso una teoría conocida como «ruptura espontánea de simetría electrodébil», basada en lo que se sabe que sucede en la superconductividad de la materia condensada. Sin embargo, la teoría predijo partículas sin masa (el teorema de Goldstone) cuyos resultados no fueron observados claramente en los experimentos.
Higgs escribió un artículo corto que se las arreglaba para eludir el teorema de Goldstone y que se publicó en Physics Letters, una revista europea editada en el CERN en 1964.
Posteriormente, Higgs escribió un segundo artículo, describiendo un modelo teórico (el mecanismo de Higgs), pero fue rechazado (los editores adujeron que «no tenía relevancia obvia para la Física»). Higgs escribió un párrafo extra y mandó su artículo a Physical Review Letters, una revista americana en donde el artículo acabó siendo publicado ese mismo año. Dos físicos belgas, Robert Brout y François Englert de la Universidad Libre de Bruselas, habían alcanzado la misma conclusión de forma independiente, y el físico norteamericano Philip Warren Anderson había cuestionado también el teorema de Goldstone.
Higgs ha afirmado que no le agrada que a la partícula que lleva su nombre se la conozca también como la «partícula de Dios», ya que no es creyente aunque considera que ciencia y religión pueden ser compatibles.[3] Este sobrenombre del bosón de Higgs se atribuye habitualmente a Leon Lederman, pero realmente es el resultado de una mala edición de las publicaciones de Lederman, ya que originalmente quiso llamarla La maldita partícula (The goddamn particle) por su dificultad en ser detectada.
En 1980 se creó una cátedra con su nombre en física teórica. Llegó a ser miembro de la Royal Society en 1983 y miembro del Institute of Physics en 1991. Se retiró en 1996 siendo profesor emérito en la Universidad de Edimburgo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Peter_Higgs
|
|
|
|
|
El bosón de Higgs, un grial para los físicos
La 'partícula de Dios' es la pieza que falta en el rompecabezas de la teoría más fundamental de la física, el Modelo Estándar, para explicar por qué los objetos tienen masa
MICHELE CATANZARO
1. ¿Por qué este elemento es tan importante?
La partícula más buscada por los físicos, el bosón de Higgs, es esencial para entender por qué los objetos tienen masa y es la pieza que falta para que se aguante la teoría más fundamental de la física actual, el Modelo Estándar. Fue el premio Nobel Leon Lederman quien la apodó "la partícula de Dios", para resaltar su importancia para la ciencia. Aunque parezca mentira, la existencia de la masa (la propiedad que, junto con la aceleración de gravedad, hace que los objetos tengan peso) sigue siendo un misterio. El Modelo Estándar describe con precisión el funcionamiento de las partículas más pequeñas de la materia y de sus interacciones, pero paradójicamente esta teoría funciona bien solo si se asume que todas las partículas tienen masa nula. Para arreglar este fallo, en 1960 el físico británico Peter Higgs sugirió la existencia de una partícula cuya acción generaría la masa. Los bosones de Higgs crearían un campo que, interactuando con las otras partículas, les daría la propiedad de tener masa. Si esta partícula no existiera, el Modelo Estándar se debería revisar completamente.
Uno de los grandes aparatos utilizados en la búsqueda del bosón de Higgs. DENIS BALIBOUSE | REUTERS
2 ¿Cómo se detecta una partícula de este tipo?
Si el bosón de Higgs existe, se debería observar entre los productos de las colisiones entre partículas que se producen en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de Ginebra. En este aparato, se producen colisiones de protones, partículas de carga positiva que se hallan en el núcleo atómico y forman parte de una familia de partículas llamadas hadrones. Dos haces de protones son acelerados con energías altísimas y corren en sentidos contrarios en el anillo de 27 kilómetros del LHC. En diversos puntos, los haces se encuentran, las partículas se rompen en el choque y sus constituyentes más pequeños salen disparados. Los científicos observan estos productos de la colisión para detectar partículas desconocidas. La especialidad del LHC es que produce choques con alta densidad de energía en el minúsculo espacio ocupado por los protones. Esta es una situación parecida a la de pocas milésimas de segundo después del 'big bang'. Hacen falta 100 millones de millones de colisiones para que se produzca un solo bosón de Higgs, por eso es tan difícil confirmar su existencia.
3 ¿Cuáles son las aplicaciones de estos estudios?
Televisores, transistores, ordenadores y aparatos médicos no existirían sin los estudios de rayos X, catódicos, alfa y beta, es decir, las investigaciones que han desembocado en el LHC y la búsqueda del bosón de Higgs. El descubrimiento de esta partícula no tendría aplicaciones inmediatas en la tecnología o en la salud; sin embargo, algunos de los descubrimientos clave del siglo pasado han sido efectos colaterales de la investigación de las propiedades fundamentales de la materia. Entre otros, el World Wide Web, el sistema que se utiliza para navegar en Internet, se inventó en el CERN, durante un experimento anterior que utilizaba el mismo túnel del LHC. Para los experimentos actuales se ha desarrollado el GRID, una especie de internet de élite a la que de momento se conectan centros especializados, pero que en un futuro se podría abrir al público. En 1977, el CERN obtuvo la primera imagen de tomografía por emisión de positrones (PET), una técnica que hoy se usa en miles de hospitales para visualizar el cerebro humano y que nació para alcanzar objetivos de investigación abstracta.
4. ¿Cómo puede cambiar la ciencia a partir de ahora?
Ahora se deben investigar en profundidad los detalles de la partícula, y si presentara propiedades anómalas se debería revisar la teoría básica. En todo caso, el cometido del LHC no se acaba con el bosón de Higgs. Las partículas supersimétricas son otro objetivo de los experimentos: estos objetos, nunca observados, podrían ser los constituyentes de la materia oscura cuya existencia se ha detectado en el universo. Otro asunto son las dimensiones extra: según las teorías físicas más atrevidas, puede que el Universo tenga unas dimensiones no detectadas que explicarían fenómenos anómalos.
http://www.elperiodico.com/es/noticias/sociedad/boson-higgs-cern-grial-fisicos-2020621
|
|
|
|
|
Físicos creen que de encontrar el bosón de Higgs aparecería una nueva partícula capaz de moverse en otras dimensiones y viajar en el tiempo
 Los físicos Tom Weiler y Chui Man Ho creen que el acelerador de partículas más grande del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones, podría acabar siendo una máquina del tiempo. Una de las metas de este acelerador de partículas es encontrar el elusivo boson de Higgs (o “la partícula de Dios”), la cual explicaría porque las partículas subatómicas tienen masa. Si el colisionador de hadrones logra su cometido, los científicos predicen que se creará una segunda partícula llamada en inglés el “singlet de Higgs”. Según Weiler y Ho, estas partículas tendrían la habilidad de brincar a una quinta dimensión en la que podrían reaparecer en el pasado o en el futuro. En teoría las leyes de la física permiten esta crononaútica extradimensional. “Una de los acercamientos atractivos a este acercamiento al viaje en el tiempo es que evita toda las grandes paradojas, porque el viaje en el tiempo está limitado a estas partículas especiales, no es posible para el hombre viajar y matar a uno de sus padres antes de que nazca, por ejemplo. Sin embargo, si los científicos pudieran controlar la producción de singlets de Higgs, podrían enviar mensajes al pasado o al futuro”.La proposición de Weiler y Ho está basada en la teoría-M, una teoría del todo en la física que agrupa todas propiedades de todas las partículas subatómicas conocidas y las fuerzas físicas, incluyendo la gravedad, pero requiere de 10 u 11 dimensiones para hacerlo. Esta teoría sugiere que nuestro universo es una especie de membrana de 4 dimensiones flotando en un espacio tiempo multidimensional donde las dimensiones extras están enrolladas. Weiler anteriormente ya había teorizado sobre la posibilidad de la existencia de un tipo de neutrino que se mueve extradimensionalmente y puede viajar en el tiempo. Cada instante billones de neutrinos chocan contra nuestro cuerpo y sin embargo no los percibimos, ya que nos atraviesan sin tener masa aparente. Para esto se ha concebido una partícula hipotética, el neutrino esteril, que solamente interactúa con campos gravitacionales y no está circunscrito a la membrana de 4 dimensiones por lo cual podría viajar en el tiempo. http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/10023270/Colisionador-de-Hadrones-podria-ser-una-maquina-del-tiempo.html |
|
|
|
|
El bosón de Higgs, un grial para los físicos
La 'partícula de Dios' es la pieza que falta en el rompecabezas de la teoría más fundamental de la física, el Modelo Estándar, para explicar por qué los objetos tienen masa
MICHELE CATANZARO
1. ¿Por qué este elemento es tan importante?
La partícula más buscada por los físicos, el bosón de Higgs, es esencial para entender por qué los objetos tienen masa y es la pieza que falta para que se aguante la teoría más fundamental de la física actual, el Modelo Estándar. Fue el premio Nobel Leon Lederman quien la apodó "la partícula de Dios", para resaltar su importancia para la ciencia. Aunque parezca mentira, la existencia de la masa (la propiedad que, junto con la aceleración de gravedad, hace que los objetos tengan peso) sigue siendo un misterio. El Modelo Estándar describe con precisión el funcionamiento de las partículas más pequeñas de la materia y de sus interacciones, pero paradójicamente esta teoría funciona bien solo si se asume que todas las partículas tienen masa nula. Para arreglar este fallo, en 1960 el físico británico Peter Higgs sugirió la existencia de una partícula cuya acción generaría la masa. Los bosones de Higgs crearían un campo que, interactuando con las otras partículas, les daría la propiedad de tener masa. Si esta partícula no existiera, el Modelo Estándar se debería revisar completamente.
Uno de los grandes aparatos utilizados en la búsqueda del bosón de Higgs. DENIS BALIBOUSE | REUTERS
2 ¿Cómo se detecta una partícula de este tipo?
Si el bosón de Higgs existe, se debería observar entre los productos de las colisiones entre partículas que se producen en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de Ginebra. En este aparato, se producen colisiones de protones, partículas de carga positiva que se hallan en el núcleo atómico y forman parte de una familia de partículas llamadas hadrones. Dos haces de protones son acelerados con energías altísimas y corren en sentidos contrarios en el anillo de 27 kilómetros del LHC. En diversos puntos, los haces se encuentran, las partículas se rompen en el choque y sus constituyentes más pequeños salen disparados. Los científicos observan estos productos de la colisión para detectar partículas desconocidas. La especialidad del LHC es que produce choques con alta densidad de energía en el minúsculo espacio ocupado por los protones. Esta es una situación parecida a la de pocas milésimas de segundo después del 'big bang'. Hacen falta 100 millones de millones de colisiones para que se produzca un solo bosón de Higgs, por eso es tan difícil confirmar su existencia.
3 ¿Cuáles son las aplicaciones de estos estudios?
Televisores, transistores, ordenadores y aparatos médicos no existirían sin los estudios de rayos X, catódicos, alfa y beta, es decir, las investigaciones que han desembocado en el LHC y la búsqueda del bosón de Higgs. El descubrimiento de esta partícula no tendría aplicaciones inmediatas en la tecnología o en la salud; sin embargo, algunos de los descubrimientos clave del siglo pasado han sido efectos colaterales de la investigación de las propiedades fundamentales de la materia. Entre otros, el World Wide Web, el sistema que se utiliza para navegar en Internet, se inventó en el CERN, durante un experimento anterior que utilizaba el mismo túnel del LHC. Para los experimentos actuales se ha desarrollado el GRID, una especie de internet de élite a la que de momento se conectan centros especializados, pero que en un futuro se podría abrir al público. En 1977, el CERN obtuvo la primera imagen de tomografía por emisión de positrones (PET), una técnica que hoy se usa en miles de hospitales para visualizar el cerebro humano y que nació para alcanzar objetivos de investigación abstracta.
4. ¿Cómo puede cambiar la ciencia a partir de ahora?
Ahora se deben investigar en profundidad los detalles de la partícula, y si presentara propiedades anómalas se debería revisar la teoría básica. En todo caso, el cometido del LHC no se acaba con el bosón de Higgs. Las partículas supersimétricas son otro objetivo de los experimentos: estos objetos, nunca observados, podrían ser los constituyentes de la materia oscura cuya existencia se ha detectado en el universo. Otro asunto son las dimensiones extra: según las teorías físicas más atrevidas, puede que el Universo tenga unas dimensiones no detectadas que explicarían fenómenos anómalos.
|
|
|
Primer
Anterior
2 a 9 de 219
Siguiente
Último
|
Tema anterior
3.jpg)
Aumenta evidencia de que el ‘Bosón de Higgs’ fue hallado
El CERN casi confirma uno de los mayores hallazgos en el mundo de la física por tratarse de una partícula cuya existencia no se había podido verificar.
Info Bosón de Higgs.
La Razón / EFE / Ginebra
00:14 / 15 de marzo de 2013
El Centro Europeo de Física de Partículas (CERN) reveló que el análisis de los trazos de una nueva partícula elemental, cuyo descubrimiento se anunció en 2012, “indica fuertemente” que se trata del buscado “Bosón de Higgs”.
Con esta declaración, el CERN casi confirma uno de los mayores hallazgos en el mundo de la física por tratarse de una partícula cuya existencia no se había podido verificar, pero sobre la que reposa la teoría estándar de la física moderna.
“Tras analizar una cantidad de datos dos veces y medio mayor frente a los disponibles cuando se hizo el anuncio de julio, (los físicos) encuentran que la nueva partícula se parece más y más al ‘Bosón de Higgs’”, indicó el CERN.
Los participantes en los encuentros de Moriond sobre física en Italia, donde los experimentos ATLAS y CMS del CERN presentaron los resultados de sus avances en la búsqueda de la partícula de Higgs, fueron los primeros en recibir la noticia, que se propagó por diversos canales científicos y fue confirmada por el CERN.
La gran importancia de la partícula de Higgs es que a ella se atribuye la propiedad de atraer y mantener juntas al resto de partículas elementales que constituyen la materia visible del universo.
Sin embargo, los responsables de ATLAS y CMS —dos experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) que trabajaron de manera paralela, aunque independiente, en busca de la misma partícula— no se aventuraron todavía a declarar con total certeza que se trata de la partícula planteada en 1964 por Peter Higgs.
“Sigue sin resolverse si es el bosón de Higgs o posiblemente el más ligero de una serie de bosones predichos por algunas teorías que van más allá del Modelo Estándar. Encontrar la respuesta llevará más tiempo”, aclaró el CERN.
La observación es la clave
Científicos del CERN explicaron que la manera de demostrar o descartar si la partícula hallada en 2012 es el “Bosón de Higgs” es por la manera en que éste “interactúa con otras partículas y por sus propiedades cuánticas”. Por el momento, las características que han quedado verificadas son compatibles con el Bosón de Higgs, pero para los científicos esto todavía no es suficiente para tener una respuesta definitiva.
“Los resultados preliminares con el conjunto de datos de 2012 son magníficos. Para mí está claro que se trata de un bosón de Higgs, aunque todavía queda un largo camino para saber qué tipo de bosón de Higgs es”, dijo Joe Incandela, uno de los físicos del CERN.