Y ¿Qué es el Bosón de Higgs?

Uno de los sueños más ambiciosos de los físicos es la descripción de todas las fuerzas físicas como un único conjunto de relaciones matemáticas, lo que se conoce comúnmente como unificación. Todos los fenómenos observados están descrito por 5 fuerzas: la gravedad, el magnetismo, la electricidad, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte.

La unificación ha ocurrido en algunos casos, por ejemplo, en la década de 1860 James Clerk Maxwell demostró que el magnetismo y la electricidad son descritos por un único conjunto de ecuaciones. De ahí que se hable de cuatro fuerzas al haber logrado la unificación de la electricidad y el magnetismo en algo que se llama electromagnetismo (muy imaginativos…). Algo similar ocurrió en los años 70s cuando Abdus Salam, Sheldon Glashow y Steven Weinberg unificaron de la fuerza nuclear débil y el electromagnetismo.

Uno puede preguntarse cómo se transmiten las fuerzas y la respuesta actual de la física dice que no se transmiten directamente entre los objetos, más bien las fuerzas son descritas por intermediarios que los físicos llaman campos. Seguramente han oído hablar de el campo eléctrico y el campo magnético, ¿verdad?

En otras palabras, todas las fuerzas de la naturaleza están mediadas por campos que resultan del intercambio de partículas que el Modelo Estándar llama bosones “gauge”. Por ejemplo, en el caso de la fuerza electromagnética, la interacción de partículas cargadas eléctricamente sucede gracias al fotón que es la partícula de intercambio de la fuerza electromagnética. Del mismo modo, la fuerza nuclear débil – una interacción repulsiva de corto alcance responsable por algunas formas de radiactividad – se rige por los bosones W y Z.

El corto alcance de la fuerza nuclear débil, y por tanto su debilidad, se produce porque los bosones W y Z son partículas muy masivas, a diferencia de los fotones sin masa. En 1983, los científicos en el CERN descubrieron los bosones W y Z y por lo tanto la llamada teoría electro-débil ha sido verificada convincentemente. Sin embargo, el origen de sus masas sigue siendo un misterio. La mejor explicación en este momento es el mecanismo de Higgs.

La teoría muestra una simetría entre el fotón, W y Z, sin embargo, esta simetría se rompe espontáneamente y se cree que esta separación es la responsable de la masa de los bosones W y Z. Se cree que hay un campo, llamado campo de Higgs, que es responsable de la génesis de la masa. Este campo lleva el nombre del físico escocés Peter Higgs. Ahora, hemos mencionado que cada campo tiene una partícula asociada, en el caso del campo de Higgs tenemos el bosón de Higgs. El bosón de Higgs es la única partícula, en el Modelo Estándar, que no se ha observado (o tal vez si, como se verá más adelante). Su existencia podría explicar cómo la mayoría de las partículas elementales conocidas adquieren masa, y podría explicar la diferencia entre el fotón sin masa y la bosones masivos W y Z. Con ayuda del Gran Colisionador de Hadrones se espera obtener evidencia experimental de la existencia (o no) de esta partícula.

El 4 de Julio pasado el CERN convocó a una conferencia de prensa para un anuncio importante. Resulta que se ha informado acerca del posible descubrimiento de una nueva partícula “consistente” con el bosón de Higgs. Ha sido una búsqueda de 45 años para tener una explicación de cómo la materia adquiere masa. Y la búsqueda aún no ha terminado con este anuncio: se necesita más trabajo para tener la certeza de que verdaderamente éste es el bosón de Higgs.

Peter Higgs, estuvo presente en la audiencia en el teatro de conferencias del CERN, en Ginebra, quien se apresuró a felicitar al equipo por sus logros. El bosón, como hemos mencionado, lleva su nombre y esto fue realmente un acontecimiento trascendental para él.

El equipo del CMS , en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés) , informó que han visto una señal en los datos que correspondería a una partícula con un peso de 125.3 GeV, que es aproximadamente 133 veces más pesada que el protón. Si realmente se confirma, será uno de los mayores descubrimientos científicos en mi vida, pero aún más emocionante es el hecho de que esto no cierra el capítulo, puede incluso abrir otras vías de investigación y entendimiento. Y como tal, los físicos del CERN dicen que actualmente los datos que tienen son compatibles con el de bosón de Higgs del Modelo Estándar…

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