Querida abuela:
La Física no es una cuestión tan complicada como parece. En los últimos
meses, habrás escuchado hablar sobre esa partícula que los científicos se afanan
en buscar con sus gigantescas máquinas en Ginebra y de la que depende buena
parte de nuestro conocimiento sobre el mundo. La llaman el bosón de Higgs. Hace una semana, los
físicos del CERN anunciaron que tenían la partícula acorralada y que pronto
podrían decirnos tanto si existe como si no. ¿Cómo es posible que aún no lo
sepan?, te preguntarás. ¿Y cómo puede tener tanta importancia una partícula tan
insignificante que ni siquiera la podemos detectar?
El asunto, querida abuela, se remonta a hace 13.700 millones de años.
Entonces se formó la materia y se produjeron unos niveles de energía increíbles
en lo que conocemos como Big Bang. Pero vamos a saltarnos esta parte. Mucho
tiempo después de aquello, nuestros científicos están intentando comprender de
qué están hechas las cosas y, no menos importante, cómo permanecen unidas.
Respecto a la primera pregunta, y tras muchos palos de ciego, los físicos han
conseguido desentrañar el rompecabezas de la
materia y ya tienen un catálogo muy interesante.
------- * Ponte a prueba: ¿Cuánto
sabes sobre el bosón de Higgs? (Test) -------
Las cosas están hechas de átomos, y
dentro de estos átomos hay otras partículas más pequeñas como las que componen
el núcleo, protones y neutrones, los electrones (que lo orbitan), los quarks,
etc. Para encontrar nuevas partículas, los científicos las aceleran a una gran
energía y las hacen chocar entre ellas en grandes colisionadores. Como la
energía y la masa deben conservarse, cuando falta una parte al final del proceso
los físicos saben que debe haberse creado una partícula nueva. Así se dedujo la
existencia de otro personaje que se ha hecho muy popular últimamente, el
famoso neutrino. Y así se busca el bosón de
Higgs.
En cuanto a la forma en que se unen las cosas, después de muchas
investigaciones sabemos que existen cuatro
fuerzas fundamentales: la de la
gravedad (la que hace que al pegar un saltito vuelvas a caer al suelo,
por ejemplo), el electromagnetismo (que
permite funcionar a los motores y a los teléfonos móviles), la fuerza nuclear fuerte (que mantiene unido el
interior del núcleo de los átomos) y una cuarta fuerza conocida como fuerza nuclear débil y que aparecía en algunos
procesos concretos, como el que se produce en los elementos radiactivos, como el
uranio o el plutonio.
Pues bien, investigando este fenómeno, y en su afán por unificar las cosas,
los científicos se dieron cuenta de que a altas energías, la fuerza débil y el
electromagnetismo se comportaban igual, pero a bajas energías eran muy
diferentes. La partícula responsable del electromagnetismo, el fotón, no tenía masa, pero las partículas
responsables de la interacción débil, llamadas bosones W y Z, tenían una masa enorme. Es
decir, a altas energías se comportaban igual que el fotón, como si no tuvieran
masa, pero a bajas energías no. La pregunta que surgió entonces era aún más
interesante. Ya sabíamos de qué están hechas las cosas y cómo permanecen unidas
pero, ¿por qué tienen masa las
partículas?
En 1964, un físico británico llamado Peter
Higgs propuso una solución que otros desarrollarían más tarde: existía
un campo, invisible pero presente en todo el
universo desde el Big Bang, que era el responsable de darle masa a las
cosas. ¿Cómo lo hacía? Para entenderlo, necesito que te imagines el universo como una gigantesca piscina. Todo lo
que avanza en el agua se encuentra una resistencia, luego el agua (el campo de
Higgs) es lo que les da la masa. Unas
partículas encuentran mucha resistencia (tienen más masa) y otras no encuentran
ninguna (como los fotones, la luz). Igual que el agua está compuesta de
moléculas, ese campo de Higgs está compuesto de
una serie de partículas hipotéticas, las conocidas como bosones de
Higgs.
Para entenderlo, voy a adaptar un ejemplo que ponen los
científicos del CERN. Imaginemos una sala llena de abuelas. Cada una de
ellas sería un bosón y juntas compondrían el campo de Higgs (el agua del
anterior ejemplo). Si entrara alguien muy famoso en la habitación, se producirá
una expectación en torno a él que terminará traducida en cierta resistencia a su
avance. En este caso el famoso sería como una partícula y el campo de Higgs
serían las abuelas, que le harían ganar masa. Mi amigo Ismael lo explicaba el
otro día con una playa por la que avanzara un vendedor de helados con su
carrito y que estuviera llena de niños invisibles. Los críos se arremolinarían
en torno a él y le impedirían avanzar, dándole masa. En este caso los niños
serían los bosones de Higgs.
¿Vas viendo por dónde van los tiros? Tranquila, aún estamos empezando y
volveremos sobre este asunto. Para que lo entiendas mejor, debes saber que todo
el conocimiento que te he expuesto anteriormente compone lo que los físicos
conocen como Modelo Estándar de la Física. Se trata de
una ecuación con muchísimas variables y funciona perfectamente para todo lo que
nos proponemos. Y ahora sí, agárrate abuela, porque ésta es la ecuación:
¿Impresionada? No era mi intención asustarte, solo te he puesto la fórmula
para que te fijes en un detalle y comprendas por qué se empeñan los científicos
en buscar el bosón de Higgs. Vuelve a mirar la ecuación y fíjate en las "H". Ese valor
representado en la fórmula es el bosón de
Higgs y, aunque no lo hemos encontrado, es fundamental para que el
Universo se comporte como se comporta, ya que cada vez que ponemos en marcha la
ecuación, nuestras predicciones funcionan.
¿Por qué es tan difícil encontrar el bosón de Higgs? Aunque tenemos medidas
indirectas de la existencia del campo de Higgs,
hay que encontrar la partícula para tener la certeza de que existe. Pero
esto es realmente difícil, porque cuando intentamos verlos, los bosones de Higgs
se desintegran inmediatamente hacia otro tipo de partículas y no hay manera de
registrarlo.
Para que te hagas una idea, la vida media (en reposo) de un bosón de Higgs de
125 GeV es de una billonésima de billonésima de segundo, un yoctosegundo (¡qué palabra para presumir con
las amigas!). Lo que están haciendo con esa gran máquina de Suiza, el LHC, es
hacer que muchas partículas choquen entre sí a gran velocidad y ver las huellas que deja tras de sí el bosón. De
momento, las pruebas no son lo suficientemente precisas para encontrarlo pero sí
para "acorralarlo", ya saben en qué abanico de energía puede aparecer y como lo
irán estrechando en los próximos meses, pronto sabemos si esa "H" de la
ecuación existe, si en realidad son varias
partículas en vez de una o si no hay rastro del famoso bosón y a los
físicos les toca volver a echar cuentas.
Veremos qué sucede a lo largo del año de 2012 y volveré a contarte qué han
encontrado y si sabemos un poquito más de nuestro universo o seguimos hechos un
lío.
Hasta entonces, cuídate mucho. Recuerdos al abuelo.
Antonio
*PD. Ninguna abuela resultó herida durante la
elaboración de este artículo. Si tu abuela es licenciada en física y no necesita
que su nieto le explique nada, échale la culpa a Einstein, por basarse en
estereotipos caducos e injustos sobre las abuelas.
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