05/07/2023
¡Feliz cumpleaños, bosón de Higgs!✨💫
Tal día como hoy, hace 11 años, se anunció el descubrimiento del bosón de Higgs, la última pieza que faltaba en el modelo estándar.
Una de las propiedades más básicas de la materia es la "masa", una cantidad que determina cuánta resistencia ofrece un objeto cuando se le aplica una fuerza,. Es la "m "en la famosa ecuación de Einstein E = mc^2, donde E es energía.
Dado que "c" es solo una constante, la velocidad de la luz, lo que nos dice esa ecuación es que, excepto por un cambio en las unidades de medida, la energía y la masa son lo mismo. Alrededor del 99% de la masa de cualquier objeto del mundo real, como un cuerpo humano, proviene de la energía de enlace que mantiene unidas a las partículas elementales dentro de los átomos. El 1% restante de la masa, sin embargo, es intrínseco a esas partículas elementales. La pregunta es: ¿Cómo obtienen su masa?
En la década de 1960, los físicos teóricos, incluido Peter Higgs de la Universidad de Edimburgo, propusieron una posible respuesta. El mecanismo que propusieron implica un campo invisible pero omnipresente, más tarde denominado "campo de Higgs". Es a través de interacciones con este campo que las partículas elementales adquieren su masa.
Diferentes partículas tienen diferentes masas porque no todas se ven afectadas de la misma manera por el campo de Higgs. El científico del CERN Stefano Meroli explica esto con la analogía de una persona (la partícula elemental) moviéndose a través de un grupo de periodistas (el campo de Higgs). Si la persona es una celebridad, tendrá que luchar para abrirse camino, como una partícula de gran masa, pero si los periodistas no la conocen, pasará fácilmente, como una partícula de baja masa.
Peter Higgs envió su artículo original sobre el campo de Higgs (en ese momento sin nombre) a la revista Physical Review Letters el 31 de agosto de 1964. El mismo día, se publicó otro artículo de los físicos belgas Francois Englert y Robert Brout que describía esencialmente la misma teoría. Cuando esto le llamó la atención, Higgs modificó su propio artículo para agregar otra predicción: que debería haber una nueva partícula elemental asociada con el campo de Higgs. Pertenecía a una clase de partículas llamadas bosones y tendría una masa extremadamente alta. Esta fue la partícula que llegó a conocerse como el bosón de Higgs.
La teoría de Higgs era una explicación elegante de la masa de las partículas elementales, pero ¿era correcta?
La forma más obvia de verificarlo era observar un bosón de Higgs, pero eso nunca iba a ser fácil. Por un lado, se esperaba que el bosón de Higgs fuera altamente inestable, desintegrándose en otras partículas en una pequeña fracción de segundo. Y su enorme masa, según los estándares subatómicos, significaba que solo podía crearse en colisiones de súper alta energía. Cuando el CERN construyó el acelerador de partículas más poderoso del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), una de sus principales motivaciones fue encontrar el bosón de Higgs.
Los físicos miden la masa de las partículas en unidades llamadas electronvoltios (eV). Por ejemplo, la masa de un protón, el núcleo de un átomo de hidrógeno, es de 938 millones de eV. Cuando el LHC comenzó a operar en 2008, lo único que los científicos sabían con certeza sobre el Higgs era que su masa tenía que ser superior a 114 mil millones de eV; de lo contrario, la generación anterior de aceleradores de partículas lo habría encontrado. Afortunadamente, el LHC demostró estar a la altura de la tarea, produciendo un número cada vez mayor de mediciones que indican algo tentadoramente similar al Higgs alrededor de 125 mil millones de eV.
Para el 4 de julio de 2012 ya no había dudas y se hizo un anuncio formal con gran fanfarria mediática. Casi 50 años después de su primera propuesta, finalmente se encontró el bosón de Higgs.
Lamentablemente, uno de los tres científicos detrás de la predicción original, Robert Brout, había mu**to poco más de un año antes. Sin embargo, los dos físicos sobrevivientes, Francois Englert y Peter Higgs, fueron galardonados con el Premio Nobel de física de 2013 "por el descubrimiento teórico de un mecanismo que contribuye a nuestra comprensión del origen de la masa de las partículas subatómicas, y que fue confirmado a través de la descubrimiento de la partícula fundamental predicha".
El bosón de Higgs fue enormemente significativo. Fue la pieza final del rompecabezas del modelo estándar, y puede llevar a los científicos a comprender más misterios, como la naturaleza de la materia oscura, que se encuentran más allá .
Fuente: Livescience.com
