Domingo 05 de mayo 2024 | Contáctenos
La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) acaba de descubrir una nueva partícula subatómica que confirma con más de un 99% de probabilidad la existencia del bosón de Higgs, conocido como la 'partícula de Dios'. ¿De qué estamos hablando? Pues del único ingrediente del Modelo Estándar de la Física que aún no se había demostrado experimentalmente.
Si bien los datos del CERN no expresan con total certeza que han encontrado la 'partícula de Dios', están cerca de alcanzar ese objetivo. El nuevo bosón tiene una masa de 125,3 gigaelectrónvoltios (una medida usada por los físicos para cuantificar masas muy pequeñas), con un grado de consistencia de 4,9 sigma. Algunos científicos no descartan que podría tratarse de una forma más exótica de esta partícula, “que abriría la puerta a una nueva física".
El modelo estándar
El modelo estándar define que toda la materia conocida está constituida por partículas que tienen una propiedad llamada espín cuyo valor es 1/2. Según estos términos, todas las partículas de materia son fermiones. El modelo estándar explica un total de doce tipos diversos de partículas de materia. Seis de éstos se clasifican como quarks (up, down, strange, charm, top y bottom), y los otros seis como leptones (electrón, muon, tau, y sus neutrinos correspondientes).
Una de las principales dificultades a superar para el modelo estándar ha sido la falta de evidencias científicas. Por eso el hallazgo de la “partícula de Dios”, resolvió en forma teórica la incógnita. El hecho de ser localizado en dos detectores distintos así como su fiabilidad (grado de certeza o sigma) hace que muy probablemente este escollo del modelo estándar haya sido históricamente superado.
Si no fuera por el bosón de Higgs, las partículas fundamentales de las que se compone todo lo que existe, desde un grano de arena hasta los seres vivientes, y las galaxias, viajarían por el Cosmos a la velocidad de la luz, y el Universo no se habría 'coagulado' para formar materia. Por tanto, no existiría lo que existe. El todo solo sería la nada. Analicemos de manera más sencilla.
La materia
La materia está hecha de moléculas, y las moléculas, de átomos. Estos, por una nube de electrones de una cien millonésima de centímetro que rodea a un núcleo 100.000 veces aún más pequeño. El núcleo es un conglomerado de neutrones y protones cuya masa es miles de veces mayor que la de los electrones. Los físicos conocen esta realidad; pero desconocen por qué las partículas elementales tienen las masas que tienen.
La mayoría de los científicos cree que toda la materia contenida en el Universo se creó en una explosión denominada Big Bang, que desprendió una enorme cantidad de calor y de energía. Al cabo de unos pocos segundos, algunos de los haces de energía se transformaron en partículas diminutas que, a su vez, se convirtieron en los átomos que integran el Universo en que vivimos.
Todo lo que existe forma parte del Universo, que es muy grande, pero no infinito. Los entes nacen, crecen y desaparecen (o se “transforman”, según la inexacta Ley de conservación de la materia de Lavoisier).La mayor parte del universo es un espacio vacío. Aún no sabemos con exactitud la magnitud del Universo, a pesar de la avanzada tecnología. La materia no se distribuye de manera uniforme, sino que se concentra en determinados lugares.
En dimensión macroscópica, la fuerza electromagnética permite que las partículas interactúen con campos magnéticos y por medio de ellos, y la fuerza de la gravitación permite que dos partículas con masa se atraigan una a otra de acuerdo con la ley de gravitación de Newton. El modelo estándar explica tales fuerzas como el resultado del intercambio de otras partículas por parte de las partículas de materia, conocidas como partículas mediadoras de la fuerza.
La partícula de Dios
El físico de la Universidad de Edimburgo, Peter Higgs describió en 1964 las ecuaciones que predicen la existencia de una partícula nunca vista, pero necesaria para que funcione el modelo sobre el que se basa toda la física actual: el bosón de Higgs. Estas ecuaciones, combinadas con las matemáticas del Modelo Estándar, en teoría hacen posible que la materia tenga masa.
Este mecanismo de Higgs ha permitido entre otras cosas predecir la masa de la partícula más pesada de cuantas se conocen, el quark top. Los experimentos realizados por los físicos para encontrar esta partícula la hallaron justo donde el mecanismo de Higgs predecía que debía estar. El trabajo científico, que se realiza en Ginebra, aún no tiene la certeza de haber descubierto definitivamente el bosón de Higgs.
Se puede describir el mecanismo de Higgs como un campo invisible presente en todo el universo. Este campo hace que las partículas que atraviesan el campo tengan masa. El bosón de Higgs es el componente fundamental de ese campo, de la misma manera que el fotón es el componente fundamental de la luz. Es el intermediario presente en todas partes del universo.
Se ha llegado a la estructura más pequeña de la materia que haya sido posible hasta el momento. Es el último factor que faltaba para completar el Modelo Estándar, era la partícula más difícil de detectar. La importancia del bosón de Higgs (Partícula de Dios), es que tuvo que haber existido en una etapa muy temprana del universo.
El trabajo que se hace en estos laboratorios es reproducir las condiciones en esas etapas muy tempranas del Universo que dieron lugar precisamente a que más tarde la alta simetría que existía en ese Universo temprano se rompiera, dando lugar a que muchas de las partículas adquirieran masa. Saber cómo era el Universo 10 a la -33 segundos después del Big Bang, que es la era de la gran unificación.
Desde el punto de vista del avance tecnológico, los detectores con una alta capacidad de lectura de datos, permitirá que la ciencia pueda transmitir todos estos conocimientos a aplicaciones tecnológicas que estén al alcance de todos. En los próximos meses, la ciencia tendrá la total certeza sobre la existencia de la “partícula de Dios”. Pronto el mundo conocerá la masa exacta de esa partícula, y con ello la física podrá descubrir lo que el ser humano nunca ha imaginado.
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