¿POR QUÉ PUEDES VIAJAR AL FUTURO, PERO NO AL PASADO?
SOCIALIZACIÓN
“La Organización Europea para la Investigación
Nuclear (CERN) acaba de escribir un nuevo capítulo
crucial en la historia de la Física, al descubrir 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.
La 'partícula de Dios' era la única pieza fantante en
la teoría del Modelo Estándar que trata de explicar
cómo se formaron los soles y los planetas después
del Big Bang. Fue descubierta por el Gran
Colisionador de Hadrones de la CERN en 2013”.
¿De qué está formada la materia?
La materia está formada por átomos.
Un átomo es como un Sistema Solar en miniatura: tiene un gran núcleo central
(compuesto por protones y neutrones) y a su alrededor giran los electrones.
¿De qué están formados los protones
y los neutrones?
Los protones y los neutrones están formados de unas partículas más pequeñas
que se llaman quarks.
Hay 6 tipos de quarks y fueron bautizados con nombres un poco extraños: el quark
"arriba", el quark "abajo", el quark "encanto", el quark "extraño", el quark "cima" y el
quark "fondo".
Un protón está formado por 2 quarks "arriba" y 1 quark "abajo". Un neutrón está
formado por 1 quark "arriba" y 2 quarks "abajo".
¿Y de qué están formados los electrones?
Al contrario que los protones y los neutrones, los electrones son partículas
elementales, es decir, no se pueden dividir más.
Entonces el electrón y los quarks son
partículas elementales, ¿cuál es el problema?
El problema es que no comprendemos por qué estas partículas tienen masas tan
diferentes. Por ejemplo, un quark "cima" pesa 350.000 veces más que un electrón.
Para que te hagas una idea de lo que significa este número: es la misma diferencia
de peso que hay entre una sardina y una ballena.
¿Cuál es la solución a este problema?
En 1964, el físico inglés Peter Higgs, junto a otros colegas, propuso la siguiente solución:
todo el espacio está relleno de un campo (que no podemos ver) pero que interacciona
con las partículas fundamentales. El electrón interactúa muy poquito con ese
campo y por eso tiene una masa tan pequeña. El quark "cima" interacciona muy
fuertemente con el campo y por eso tiene una masa mucho mayor.
Para comprender esto, volvamos a la analogía de la sardina y la ballena. La sardina
nada muy rapidamente porque es pequeñita y tiene poco agua alrededor. La ballena es
muy grande, tiene mucho agua alrededor y por eso se mueve más despacio. En este
ejemplo, "el agua" juega un papel análogo al "campo de Higgs".
Si lo piensas despacio, la teoría de Higgs es muy profunda, pues nos dice que la masa
de todas las partícula está originada por un campo que llena todo el Universo.
¿Problema resuelto?
No tan rápido. En física, una teoría sólo es válida si podemos verificarla con
experimentos. La historia de la ciencia está repleta de teorías hermosísimas que
resultaron ser falsas.
El campo de Higgs es sólo una teoría. Para comprobarla
necesitamos encontrar la partícula asociada al campo de Higgs:
EL LLAMADO "BOSÓN DE HIGGS".
¿Por qué es tan difícil observar el
bosón de Higgs?
Cuando queremos detectar el bosón de Higgs nos enfrentamos a 2 problemas
fundamentales:
1) Para generar un bosón de Higgs, se necesita muchísima energía. De hecho, se
necesitan intensidades de energía similares a las producidas durante el Big Bang.
Por eso hemos necesitado construir enormes aceleradores de partículas.
2) Una vez producido, el bosón de Higgs se desintegra muy rápidamente. Es más, el
bosón de Higgs desparece antes de que podamos observarlo. Sólo podemos medir los
"residuos" que deja al desintegrarse.
Estos dos problemas son de una complejidad tan tremenda que para resolverlos hemos
necesitado el trabajo de miles de físicos durante varias décadas.
¿Y el término "la particula de Dios"?
¿Acaso no éramos científicos?
El origen del apelativo "la partícula de Dios" es una de mis anécdotas favoritas del
mundo de la física.
Allá por los años 90, Leo Lederman, un Premio Nobel, decidió escribir un libro de
divulgación sobre la física de partículas. En el texto, Lederman se refería al bosón de
Higgs como "The Goddamn Particle" ("La Partícula Malnacida") por lo difícil que
resultaba detectarla.
El editor del libro, en un desastroso arranque de originalidad, decididió cambiar el
término "The Goddamn Particle" por "The God Particle" y así "La Partícula Malnacida"
se convirtió en "La Partícula de Dios".
Una vez se confirme la teoría de Higgs,
¿La física de partículas se ha terminado?
No. La detección del bosón de Higgs es sólo el comienzo de nuevas aventuras (¡los
físicos seguiremos teniendo trabajo por mucho tiempo!).
Todavía quedan decenas de problemas que estamos muy lejos de resolver. Algunos
ejemplos: ¿qué es la materia oscura? ¿cómo formular una teoría cuántica de la
gravedad? ¿los quarks y los leptones son verdaderamente partículas elementales o
tienen una subestructura? ¿todas las fuerzas se unifican a una energía
suficientemente alta?
¿Crees que esta noticia afecta
las concepciones de tipo religioso
en las personas?
Si lo que afirma la noticia fuera posible,
¿Cómo afectaría este descubrimiento el diario
vivir de las personas?
