El Higgs

diciembre 20, 2011

El Higgs (o con nombre y apellido, el bosón de Higgs) es una partícula archiconocida por los físicos de partículas, pero no precisamente porque haya sido detectada o ‘vista’ alguna vez. El Bosón de Higgs es una hipótesis necesaria para el llamado modelo estándar de partículas. El modelo estándar es nuestra mejor teoría acerca de los constituyentes fundamentales del universo y sus interacciones y ha realizado predicciones notables sobre cómo se comportan las partículas. El modelo estándar describe a quarks y leptones, así como sus interacciones; y como todo esto es un cuento cuántico, cada interacción está mediada por una partícula también. Este año y presumiblemente el que viene, se ha escuchado y se escuchará mucho sobre el bosón de Higgs; así que hablemos un poco sobre el Higgs y su papel en el modelo estándar de partículas.

Abundemos un poco. El modelo estándar es una teoría de campos cuántica relativista lo que significa que es invariante bajo transformaciones de Lorentz y además está cuantizada. Está basado en un Lagrangiano, una función que describe al modelo: a sus constituyentes y a sus interacciones. En este Lagrangiano está contenida, explícita o implicitamente lo que observamos de nuestro mundo subatómico. Además el Lagrangiano es invariante bajo ciertas simetrías que la comunidad física considera como pilares fundamentales de su ciencia y que son el producto de siglos de estudio y reflexión; estas simetrías son parte del legado esencial de la física a la humanidad. Ahora bien, existe un conflicto entre estas simetrías y las cosas que observamos. Veamos que ocurre… el asunto acá está en la masa.

Sabemos que algunas de las partículas del modelo estándar tienen masa, por ejemplo los electrones, los quarks. Lo natural es incluir algún término en el Lagrangiano que dé cuenta de este hecho: así se añaden los términos de masas para fermiones y bosones. Uy, pero ocurre algo fatal al hacer esto, algo que hiere el sentido de belleza de cualquier físico teórico, algo que es casi casi caaasi inconcebible… esto es que hay simetrías que se pierden al hacer esto. Es un precio demasiado alto, debe haber otra forma de dar cuenta de la masa de las partículas sin sacrificar algo tan lindo como una simetría. ¡Es allí donde entra el Higgs!

Como su nombre lo define, el Higgs es un bosón. Los bosones son partículas que no obedecen el principio de exclusión de Pauli, es decir puede haber muchas partículas bosónicas ocupando el mismo estado cuántico. El Higgs no está en el modelo estándar original y podría decirse que es una hipótesis ad hoc, una manera de darle la vuelta al problema de las masas y las simetrías en el modelo estándar. Este nuevo campo (el campo de Higgs) se acopla a los campos del modelo estándar y mediante el mecanismo de Higgs (la ruptura de una simetría local), los campos del modelo estándar adquieren masa.

El bosón de Higgs ha recibido mucha publicidad, a veces exagerada. Se le conoce en la prensa amarillista como “la partícula de Dios, algo que sin duda ayuda a las ventas. El Higgs es una pieza fundamental del rompecabezas, pero no aparece. Los reportes del CERN de este año dicen que está acorralado, que sólo falta explorar una franja estrecha de energía; algunos dicen que hay indicios en la data, pero la verdad es que no hay nada concluyente. La verdad, como siempre, será polémica.

Lo bueno es que si no aparece, aún tendremos universo y aún podremos seguir inventando mecanismos para las masas del modelo estándar. Lo bueno es que, parafraseando a Borges, aún tendremos excusas para escribir un capítulo más de este género de la literatura fantástica que es la física de altas energías.

Nos seguimos leyendo.

The Particle Zoo - Linda ocurrencia

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3 comentarios to “El Higgs”

  1. Marisabel Bor said

    gracias bosón de Higgs por alterar la dulzura del principio de exclusión.. cuando se piensa que se tiene la verdad ocurre algo que lo trastorna y esa es la idea.. para poder continuar.

    • Jajaja, en verdad no es culpa del Higgs violar el principio de exclusión… todos los bosones lo hacen: los fotones por ejemplo. El principio de exclusiòn es obedecido por los fermiones… el ejemplo clásico son los electrones en un átomo.

      La verdad de la ciencia es maravillosa, no por ser de hielo y eterna sino por cambiar y tener mil caras.

  2. Barbara said

    Los fisicos de particulas y sus epiciclos…
    yo apuesto a que no van a encontrar nada

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