¿Qué es esto de lo que seguimos escuchando: el Bosón de Higgs y por qué es importante?
Se dice que la mejor manera de aprender es enseñar. Y si hago esto bien, tal vez, solo tal vez, lo entenderé un poco mejor al final del episodio.
Me gustaría aclarar que este video es para la persona cuyos ojos se ven cada vez que escuchas el término bosón de Higgs. Sabes que es una especie de partícula, premio Nobel, masa, bla, bla. Pero realmente no entiendes lo que es y por qué es importante.
Primero, comencemos con el modelo estándar. Estas son esencialmente las leyes de la física de partículas tal como las entienden los científicos. Explican todo el asunto y las fuerzas que vemos a nuestro alrededor. Bueno, la mayor parte del asunto, hay algunos grandes misterios, que discutiremos a medida que profundicemos en esto.
Pero lo importante es entender que hay dos categorías principales: los fermiones y los bosones.
Los fermiones son materia. Están los protones y neutrones que están formados por quarks, y están los leptones, que son indivisibles, como los electrones y los neutrinos. Conmigo hasta ahora? Todo lo que puedes tocar son estos fermiones.
Los bosones son las partículas que comunican las fuerzas del Universo. Probablemente esté familiarizado con el fotón, que comunica la fuerza electromagnética. Luego está el gluón, que comunica la fuerza nuclear fuerte y los bosones W y Z que comunican la fuerza nuclear débil.
Misterio número 1, gravedad. Aunque es una de las fuerzas fundamentales del Universo, nadie ha descubierto una partícula de bosón que comunique esta fuerza. Entonces, si estás buscando un Premio Nobel, busca un bosón de gravedad y es tuyo. Demuestre que la gravedad no tiene un bosón, y también puede obtener un Premio Nobel. De cualquier manera, hay un Premio Nobel para ti.
Nuevamente, este es el Modelo Estándar, y describe con precisión las leyes de la naturaleza tal como las vemos a nuestro alrededor.
Uno de los mayores misterios sin resolver en física fue el concepto de masa. ¿Por qué algo tiene masa o inercia? ¿Por qué la cantidad de “cosas” físicas en un objeto define qué tan fácil es moverse o qué tan difícil es detenerlo?
En la década de 1960, el físico Peter Higgs predijo que debe haber algún tipo de campo que impregne todo el espacio e interactúe con la materia, como un pez nadando en el agua. Cuanto más masa tiene un objeto, más interactúa con este campo de Higgs.
Y al igual que las otras fuerzas fundamentales en el Universo, el campo de Higgs debe tener un bosón correspondiente para comunicar la fuerza: este es el bosón de Higgs.
El campo en sí es indetectable, pero si de alguna manera pudieras detectar las partículas de Higgs correspondientes, podrías asumir la existencia del campo.
Y aquí es donde entra en juego el Gran Colisionador de Hadrones. El trabajo de un acelerador de partículas es convertir la energía en materia, a través de la fórmula e = mc2. Al acelerar las partículas, como los protones, a velocidades enormes, les dan una enorme cantidad de energía cinética. De hecho, en su configuración actual, el LHC mueve los protones a 0.999999991c, que es aproximadamente 10 km / h más lento que la velocidad de la luz.
Cuando los haces de partículas que se mueven en direcciones opuestas se estrellan, concentra una enorme cantidad de energía en un pequeño volumen de espacio. Esta energía necesita un lugar a donde ir, por lo que se congela como materia (gracias Einstein). Cuanta más energía puedas colisionar, más partículas masivas podrás crear.
Y así, en 2013, el LHC permitió a los físicos finalmente poder confirmar la presencia del bosón de Higgs ajustando la energía de las colisiones exactamente al nivel correcto y luego detectando la cascada de partículas que ocurre cuando los bosones de Higgs se descomponen.
Debido a que se detectan las partículas correctas, puede asumir la presencia del bosón de Higgs, y debido a esto, puede asumir la presencia del campo de Higgs. Premios Nobel para todos.
Dije que quedaban algunos misterios; la gravedad era una, por supuesto, pero hay algunas más. La realidad es que los físicos ahora saben que el asunto que describí es realmente solo una fracción de todo el Universo. Los cosmólogos estiman que solo el 4% del Universo es la materia bariónica normal con la que estamos familiarizados.
Otro 23% es materia oscura, y otro 73% es energía oscura. Así que todavía hay muchos misterios para mantener a los físicos ocupados durante años.
Y así, en 2013, el Gran Colisionador de Hadrones finalmente descubrió la partícula que los físicos habían predicho durante 50 años. Finalmente se demostró que la última pieza del Modelo Estándar existe, y estamos más cerca de comprender qué es el 4% del Universo. El otro 96% (oh, y la gravedad), siguen siendo un misterio total.
Los físicos están elevando el LHC a niveles cada vez más altos de energía, para buscar otras partículas, comprender la materia oscura y ver si pueden generar agujeros negros microscópicos. Este poderoso instrumento tiene mucha más ciencia para revelar, así que estad atentos.
Ese es el Bosón de Higgs en pocas palabras. Avíseme si hay otros conceptos en física de partículas de los que le gustaría hablar. Pon tus ideas en los comentarios a continuación.
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