El Bosón de Higgs

Dada la aparición del bosón de Higgs como el objetivo de tantos experimentos científicos últimamente, y que tanta fama ha cogido últimamente gracias a la prensa, pero del que no se detalla mucha información, escribo este post para intentar explicar a grandes rasgos qué es exactamente (he intentado explicarlo de la forma más fácil que he podido, dejando muchos temas o utilizando vagamente ciertas definiciones).

El bosón de Higgs es una partícula (un bosón concretamente) predicha por el modelo estándar de física de partículas, que todavía no se ha observado en ningún experimento, y que puede aportar información acerca de por qué la materia (o mejor dicho, sus respectivas partículas) tienen masa.

Pero vayamos paso a paso:

¿Qué es un bosón?
Un bosón es uno de los dos tipos elementales de partículas, y que tienen como propiedad no cumplir el principio de exclusión de Pauli y tener un spin entero.
El principio de exclusión de Pauli nos dice que dos partículas iguales (se cumple para los fermiones solamente, el otro tipo de partículas y que son los electrones, quarks, etc) no pueden estar en el mismo orbital o región del espacio. Este principio, que parece tan sencillo, provoca que en un átomo todos sus electrones no se apelotonen hasta la órbita más baja posible, sino que se mantengan en distintas órbitas (realmente llamadas orbitales, pero mejor no complicar más las cosas). Y también es el causante de que no podamos atravesar las paredes, por ejemplo.
En cuanto al spin, ésto básicamente es una medida del momento angular, o cantidad de giro, que posee una partícula.

¿Qué es el modelo estándar?
El modelo estándar es la teoría que se tiene actualmente (y desde los años 70) para explicar todas las interacciones entre la materia y todas las fuerzas conocidas, a excepción de la gravedad.
Todos los experimentos que se han realizado hasta el momento han verificado la teoría, si bien en ciertos casos ha sido necesario añadir ciertos “arreglos”, como el periodo inflacionario, poco después del Big Bang.
Sin embargo, se sabe que no es una teoría definitiva por lo que hemos dicho antes: deja de lado la gravedad. Con lo que hace falta un paso más para poder unir todas las fuerzas bajo una sola teoría.

¿por qué puede aportar pistas sobre la masa?
Actualmente hay un problema en todas las teorías físicas: ninguna puede explicar de dónde sale la masa, dejando a ésta como una propiedad de los cuerpos pero sin más explicaciones.

La única (o quizá mejor dicho, la mejor) que puede explicar la masa, es el campo de Higgs. Un campo, al igual que el campo eléctrico, magnético o gravitatorio, es una magnitud que está presente en toda la región del espacio, y toma un valor diferente en cada punto de éste. Fue un concepto que se introdujo para explicar las fuerzas que se pueden ejercer a distancia (como la gravedad) y es un concepto que aún hoy no se tiene una explicación muy buena (o sencilla) desde el punto de vista físico.

Lo valioso de este campo de Higgs, es que da un valor a cada partícula elemental, que se corresponde precisamente con la masa de dicha partícula. Y este campo define una partícula (la portadora de la interacción que produce dicho campo), ya que en mecánica cuántica, cada interacción (eléctrica, nuclear, gravitatoria,…) se puede explicar como una interacción de una partícula, en este caso el bosón de Higgs.

Luego, descubierta la partícula, verificado (o descubierto) el campo, con lo que ya tendríamos una explicación para la masa (con varios matices, por supuesto). Y en esto radica todo el misterio.

Todo lo demás (lo de llamarlo la partícula de Dios, etc) no son más que publicidad (principalmente de la prensa) para hacer famosa a la partícula o los experimentos. Aunque con esto no quiero dar la impresión de que no tenga importancia, que la tiene por todo lo que puede explicar… o demostrar de cuán equivocados estamos.

2 comentarios en “El Bosón de Higgs

  1. wey!
    un post muy ameno tio, la verdad es que cuesta explicar un concepto tan abstracto (que honradamente yo aun no entiendo del todo) sin recurrir a postulados o ecuaciones….

    voy a aprovechar mi primer comentario para hacer una crítica/matización

    por lo que tengo entendido, la razón por la cual no podemos “atravesar paredes” (al menos no sin abrirnos la crisma) es porque el “recubrimiento” de los átomos son electrónes de carga negativa. Me explico; la materia ordinaria (piedras, pelochos…) esta compuesta por átomos dentro de los cuales hay un enooorme espacio vacio, algo asi como el sistema solar, jugando el sol el papel del núcleo atómico y los planetas el de los electrones. Si lanzasemos una partícula contra el átomo y no considerásemos fuerzas electromagneticas lo mas probable seria que ésta lo atravesase sin chocar contra nada (abusando del simil de antes, sería como cuando un cometa pasa por el sistema solar, las distancias son tan enormes que el tamaño de los objetos en comparación es minuscula, de ahi la poca probabilidad de choque).

    Pero ah amigo, aqui entra en juego el electromagnetismo. Dos cargas iguales se repelen, y el exterior de todo átomo tiene carga negativa (salvo iones como las particulas alfa, que solo son un triste nucleo). Por lo tanto, al acercarse 2 átomos la fuerza electromagnetica de Coulomb hace que se repelan. Esta es la razón por la cual cuando apoyamos vasos en la mesa se mantienen en su superficie en lugar de atravesarla y dejar todo hecho unos zorros; la carga negativa que hay en la superficie debida a la propia estructura del átomo lo impide ( o al menos asi lo tengo entnedido).

    Ale, no os mareo mas jeje.
    Para mas referencias echarle un ojo al experimento de Rutherford (no se como se escribe…), que entran en juego estas ideas.

  2. Muy buenas!

    Bueno ya que no te has decidido a ser coautor del blog, al menos tienes el privilegio de haberle inaugurado con un comentario😉

    En parte tienes razón: debido a la carga de los electrones, éstos se repelen entre sí y repelen a los electrones de los átomos cercanos. Que es lo que ocurría en el experimento de Rutherford, aunque con partículas de carga positiva (eran partículas alpha: dos protones).

    Pero por lo que he visto, solo con esto, tendrías que haciendo suficiente fuerza se podrían acercar todo lo necesario dos átomos entre sí. Lo que provocaría que los átomos de las dos sustancias se entremezclen entre sí.

    Aquí la limitación te la pone el principio de Pauli, impidiendo que sea cual sea la fuerza (hasta un límite, pero aquí ya entran en juego otras cosas y se reconfigura todo el modelo de los átomos, formando materia degenerada) los átomos no van a poder suficiente como para que sus electrones ocupen orbitales iguales.

    De hecho, si tenemos un electrón con una determinada energía, podemos introducirle a un orbital donde haya ya un electrón, solamente si tiene un spín (o giro) contrario al que tiene el electrón del átomo. Mientras que si solo consideramos la carga eléctrica, debería poderse introducir dicho electrón independientemente del spin de éste, ya que la fuerza eléctrica sólo depende de la distancia.

    Esto es lo que he podido ir viendo, tampoco son ideas que tenga absolutamente claras ni irrefutables por supuesto.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s