Tecnología para torpes: De una vez por todas ¿qué diablos es eso del bosón de Higgs?

Publicado por El Tecnotrón (Twitter: @El_Tecnotron) el 6 de agosto de 2012 a las 12:49 am

Llevamos los últimos meses invadidos por una fiebre de información científica que lo invade todo, el famoso Bosón de Higgs aparece hasta en la sopa. Los diarios en papel han consumido miles de litros de tinta, y los digitales transmitido megagigabytes, intentando explicar (creo que con poco éxito) qué diablos es eso cuyo nombre nos suena más al título de un ritmo cubano en formato anglosajón, que a una definición científica.

Albert Einstein decía que “No entiendes realmente algo a menos que seas capaz de explicarselo a tu abuela”. Digamos que el presuntuoso Eistein, en su época, no consideraba a su abuela con suficiente cultura como para entender algo a menos que él se lo explicase. La realidad, es que hoy nuestras abuelas podrían darnos algunas lecciones vitales que nos vendría de perlas para este mundo tan desordenado que nos ha tocado vivir pero, aún así, se quedarían tan a cuadros como la abuela de Einstein si le nombrásemos al susodicho bosón y al padre que lo bautizó.

Yo, sin intención de ser más presuntuoso que don Alberto, voy intentar explicarte a ti lo del bosón, y si lo has entendido después se lo cuentas a tu abuela. Si ella lo entiende, por favor me dejas luego un comentario al pie, más que nada para recargar un poco mi nivel de ego, que está algo bajo.

A lo que vamos: ¿qué es un bosón?

Bueno, antes de explicar qué es un bosón tendría que hacer un inciso de varios párrafos para decirte, que toda la materia que conocemos, tú, yo, la tierra que pisas, el agua que bebes, las lentejas que comiste el otro día, el ratón que estás manejando, el Universo en su conjunto…, todo, todo, todo, está formado por átomos.

Un átomo es como un sol, o núcleo, a cuyo alrededor orbitan los planetas o electrones, que poseen carga negativa, y los cuales se distribuyen en capas de órbitas con su propio nivel de energía.
Por su parte, el núcleo está formado por protones (que poseen carga positiva) y neutrones (que no poseen carga). 

En 1911, Ernest Rutherford desarrolló una teoría del átomo basado en un sistema solar en miniatura

En 1913, Niels Bohr enunció una nueva teoría, hoy aceptada en líneas generales, que distribuía los electrones en capas de órbitas que poseían su propio nivel de energía. En la imagen, las tres capas de un átomo de cloro

Los electrones son partículas subatómicas elementales, es decir, ya no se pueden dividir más, pero los protones y neutrones sí se pueden dividir todavía, pues contienen unas partículas más pequeñas llamadas quarks. Se han identificado hasta 6 tipos distintos de quarks.

Por tanto, ya hemos llegado a una conclusión evidente: tanto los electrones como los quarks son partículas subatómicas elementales (no se pueden dividir más).

Pues bien, ya nos vamos acercando al punto que nos interesa descubrir. Esas partículas subatómicas las vamos a llamar de dos formas distintas según la función que realicen: si son partículas que componen la materia les llamaremos “fermiones”, pero si son partículas que portan la fuerza o unión entre ellas, les llamaremos “bosones”.

Un ejemplo fácil de entender: sin construyes una pared, los ladrillos que vas colocando uno sobre otro son los “fermiones”. Por su parte, el cemento que usas para unir los ladrillos son los “bosones”, o sea, la fuerza que los mantendrá a todos unidos para que la pared conserve su estructura y firmeza.
Así pues, “fermiones” son los electrones, protones y neutrones; y “bosones” son las fuerzas que interactúan entre ellos.

Ahora viene el problema:

No sabemos el porqué existen masas tan diferentes entre estas partículas, pues un quark y un electrón pueden llegar a tener una diferencia de peso similar a la que hay entre un mosquito y un elefante.

Y aquí viene la teoría que intenta dar solución a ese problema:

El físico inglés Peter Higgs, formuló en 1964 que todo el espacio está lleno de un campo oculto para nosotros, pero que interacciona con las partículas elementales, y dependiendo de su nivel de interacción así la partícula afectada posee más o menos masa. Por ejemplo, el electrón tiene muy poca masa porque interactúa muy poco con ese campo. A esa fuerza o campo que estamos buscando se le llamó “Bosón de Higgs”.

Esta partícula escurridiza para los científicos es transcedental, pues su existencia indicaría que la masa de todas las partículas del Universo estaría originada por el “Bosón de Higgs”.

Y es aquí, cuando los científicos, aprovechando las nuevas tecnologías disponibles (como el conocido acelerador de partículas LHC), se han enrolado en la búsqueda y caza de la llamada en algún momento “partícula de Dios”. He de decir que esta partícula nada tiene que ver con Dios, ni con la mística. El motivo de esa definición es sólo una anécdota sucedida en la década de 1990: resultó que el profesor y Nóbel de física Leo Lederman, se dispuso a publicar un libro científico sobre la física de partículas, y pretendía titularlo “The Goddamn Particle” (“La maldita partícula”), en referencia a la dificultad para detectarla. Pero, el editor del libro le pareció poco llamativo el título y lo cambió por el de “The God Particle” (“La partícula de Dios”).

Realmente, el Bosón de Higgs es una partícula puñetera, pues no es posible detectarla directamente debido a que se desintegra nada más producirse, convirtiéndose en otras partículas que sí son más conocidas. Lo único que podemos “ver” son las huellas que deja tras su destrucción.

La Organización Europea para la Investigación Nuclear, comúnmente conocida por la sigla CERN, es el mayor laboratorio de investigación en física de partículas a nivel mundial. Está situado en Suiza, cerca de Ginebra, y próximo a la frontera con Francia.  Actualmente acoge el LHC (Large Hadron Collider, Gran Colisionador de Hadrones), en un túnel subterráneo de 27 km de circunferencia, y que constituye el acelerador de partículas más grande construido hasta la fecha. Financiado con la colaboración de 60 países.

¿Porqué estamos tan seguros de que el bosón de Higgs existe?

La sociedad científica coincide en su existencia, aunque todavía no hayamos podido verla o detectarla físicamente (sólo intuirla), porque es, hasta el momento, la única descrita en el Modelo Estándar de la Física de Partículas que aún no ha sido descubierta. Y es la más importante, porque es precisamente la que da respuesta al origen de la masa. Y recordemos, que sin masa no existiría el Universo, o sea, no existiría la materia, y en consecuencia nada químico ni biológico; nosotros mismos no existiríamos.

El Tecnotrón
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