Bosón de que?

Os científicos do laboratorio europeo CERN anunciaron hoxe en Xenebra (Suíza) que teñen probas sólidas de que por fin observaron o  bosón de Higgs.

Bosón de que?

Vaiamos aos poucos: todos temos unha idea intuitiva do concepto da masa das cousas. Por exemplo, un elefante ten moita máis masa que unha pulga. Pero, cal é a orixe da masa das cousas? A masa dun obxecto é a suma das masas dos átomos dos que está composto. Por iso, un elefante é moito máis masivo que unha pulga, porque contén moitos máis átomos. Un átomo é como un Sistema Solar en miniatura: ten un gran núcleo central (composto por protones e neutróns) e ao seu ao redor viran os electróns. Os protones e os neutróns están formados por unhas partículas máis pequenas, os quarks.  Os físicos, non exentos de romanticismo, bautizaron aos quarks con nomes tales como quark “arriba”, quark “abaixo”, quark “encanto”, quark “estraño”, quark “cima” e quark “fondo”. Un protón está formado por 2 quarks “arriba” e 1 quark “abaixo”. Un neutrón está formado por 1 quark “arriba” e 2 quarks “abaixo”. Pola súa banda, os electróns son partículas elementais e non se poden dividir máis. Que, seguimos? Con todo, non sabemos por que estas partículas teñen masas moi diferentes. Por exemplo, un quark “cima” pesa 350.000 veces máis que un electrón. Para que vos fagades unha idea do que significa este número: é a mesma diferenza de peso que hai entre unha sardiña e unha balea. En 1964, o físico inglés Peter Higgs, xunto a outros colegas, propuxo unha solución: todo o espazo está cheo dun campo (que non podemos ver) pero que interacciona coas partículas fundamentais de modo que cando se moven no espazo vense freadas ao interactuar con ese fondo viscoso que é o campo de Higgs. Este freado, esa inercia que sofren as partículas é a súa masa. O electrón interactúa moi pouquiño con ese campo e por iso ten unha masa tan pequena. O quark “cima” interacciona moi fortemente co campo e por iso ten unha masa moito maior. A mecánica cuántica dinos que se existe un campo, debe de existir asociado a unha partícula elemental. No caso do campo electromagnético as partículas asociadas son os fotóns, que son os constituíntes da luz e da radiación electromagnética en xeral. Pois ben, a partícula asociada ao campo de Higgs chámaselle Bosón, de Higgs, claro.

Máis problemas: o Bosón de Higgs é unha partícula extremadamente efémera. Unha vez producida se desintegra nunha billonésima de picosegundo (un picosegundo é unha billonésima de segundo). Bosones de Higgs deberon de existir en abundancia, na orixe do universo, no momento do Big-Bang, fai uns 10.000 millóns de anos, Desde entón poden ser producidos esporadicamente en cataclismos estelares e posiblemente tamén no CERN, en Xenebra. A razón da dificultade da súa produción é a súa alta masa que sabiamos até agora debía de ser polo menos maior que 115 veces a masa dun protón. O acelerador LHC (Large Hadron Collider) do CERN (Centro Europeo de Física de Partículas) é capaz de reproducir no laboratorio algunhas das condicións do Big-Bang 10.000 millóns de anos despois. Nun túnel subterráneo de 27 quilómetros de circunferencia, fanse circular a velocidades próximas á da luz dous feixes de protones en direccións opostas e fáiselles chocar en dúas zonas, onde están situados dous enormes detectores de partículas denominados ATLAS e CMS. Ao chocar estes feixes, o LHC é capaz de concentrar unha enerxía equivalente a 7.000 veces a masa do protón nas zonas centrais de cada detector, máis que suficiente para producir Bosones de Higgs e detectalos. O traballo de moitos centenares de físicos experimentais de partículas e enxeñeiros, entre os que se contan moitos físicos de universidades españolas, fixeron posible que apareceran os primeiros indicios sólidos da existencia do Bosón de Higgs. Para confirmalo haberá que esperar até finais do ano que vén, no que se espera triplicar o número de colisións no LHC. Dita confirmación significa xa un gran triunfo para a física. Para rematar, unha anécdota: seguro que escoitastes que ó bosón de Higgs tamén se lle denomina “a partícula de Deus”; e iso? Alá polos anos 90, o estadounidense Leon Max Lederman, Premio Nobel de Física  en 1.988,  escribiu  un libro de divulgación sobre a física de partículas onde se refería ao bosón de Higgs como “The Goddamn Particle” (“A Partícula Maldita”) polo difícil que resultaba detectala. O editor do libro decidiu, vaia a vostede a saber por que,  cambiar o termo “The Goddamn Particle” por “The God Particle” e así “A Partícula Maldita” converteuse en “A Partícula de Deus”. Por certo, o Centro de Ciencias Leon M. Lederman alberga un Centro de Recursos para estudantes interesante, non dubidedes en botarlle unha ollada.

Grazas á axuda inestimable do blog Principia Marsupia.


Esta entrada foi publicada en Sabías que?. Garda o enlace permanente.