{"id":27647,"date":"2022-07-18T08:47:08","date_gmt":"2022-07-18T14:47:08","guid":{"rendered":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/?p=27647"},"modified":"2022-07-18T08:47:08","modified_gmt":"2022-07-18T14:47:08","slug":"una-breve-historia-del-boson-de-higgs-el-santo-grial-de-la-fisica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/ciencia\/una-breve-historia-del-boson-de-higgs-el-santo-grial-de-la-fisica\/","title":{"rendered":"Una breve historia del bos\u00f3n de Higgs, el Santo Grial de la f\u00edsica"},"content":{"rendered":"

Este mes marca el d\u00e9cimo aniversario del\u00a0descubrimiento del bos\u00f3n de Higgs<\/a>\u00a0, un verdadero “Santo Grial” de la ciencia que hab\u00eda eludido la detecci\u00f3n durante casi 50 a\u00f1os.\u00a0Pero, \u00bfqu\u00e9 es exactamente esta part\u00edcula y por qu\u00e9 es tan importante?\u00a0\u00bfQu\u00e9 nos ha ense\u00f1ado en la d\u00e9cada desde su descubrimiento y, lo que es m\u00e1s importante, qu\u00e9 podr\u00eda ense\u00f1arnos en la pr\u00f3xima d\u00e9cada?<\/span><\/p>\n

El modelo est\u00e1ndar de f\u00edsica de part\u00edculas predice que el universo est\u00e1 compuesto por 12 part\u00edculas de materia elemental, cuatro portadores de fuerza y \u200b\u200buna part\u00edcula final que lo mantiene todo unido: el bos\u00f3n de Higgs.\u00a0Durante mucho tiempo, el Higgs fue la \u00faltima pieza que faltaba en el rompecabezas, lo cual era un problema porque sin \u00e9l, el resto de la imagen no ten\u00eda sentido.<\/span><\/p>\n

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Su existencia fue predicha por primera vez en la d\u00e9cada de 1960 por su hom\u00f3nimo Peter Higgs, y de forma independiente por el equipo de Fran\u00e7ois Englert y Robert Brout. Los f\u00edsicos hab\u00edan estado trabajando para responder a la pregunta de c\u00f3mo las part\u00edculas elementales ganan masa y calcularon que ocurre cuando interact\u00faan con un campo cu\u00e1ntico que impregna el universo. Este modelo predijo que el llamado campo de Higgs tambi\u00e9n dar\u00eda lugar a su propia part\u00edcula, y as\u00ed naci\u00f3 el concepto del bos\u00f3n de Higgs.<\/span><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

Predecirlo era una cosa, pero encontrarlo era otra.\u00a0El modelo indic\u00f3 que el bos\u00f3n de Higgs se descompondr\u00eda en otras part\u00edculas casi instant\u00e1neamente, dando a los cient\u00edficos una ventana muy peque\u00f1a para observarlo.\u00a0Para empeorar las cosas, la masa de la part\u00edcula podr\u00eda oscilar entre 10 y 1000 gigaelectronvoltios (GeV).\u00a0Como tal, la b\u00fasqueda se consider\u00f3 imposible durante d\u00e9cadas.<\/span><\/p>\n

El descubrimiento<\/b><\/span><\/h2>\n

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El director general del CERN, Rolf Heuer (izquierda), felicita a Fran\u00e7ois Englert y Peter Higgs por el anuncio del descubrimiento del bos\u00f3n de Higgs el 4 de julio de 2012<\/span><\/figcaption>
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CERN<\/span><\/div>\n<\/div>\n<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n

No fue hasta la d\u00e9cada de 1980 que la tecnolog\u00eda finalmente se puso al d\u00eda.\u00a0Los f\u00edsicos se dieron cuenta de que los bosones de Higgs se pod\u00edan crear al hacer chocar part\u00edculas a altas velocidades y, aunque se desvanecer\u00edan r\u00e1pidamente, su firma podr\u00eda detectarse al observar las part\u00edculas resultantes en busca de aquellas en las que el Higgs podr\u00eda desintegrarse.<\/span><\/p>\n

Incluso con una serie de colisionadores de part\u00edculas funcionando a una potencia cada vez mayor, el bos\u00f3n de Higgs a\u00fan evadi\u00f3 la detecci\u00f3n durante las pr\u00f3ximas d\u00e9cadas.\u00a0Sin embargo, no fue un fracaso total: cada resultado nulo ayud\u00f3 a reducir el rango de masas posibles, de modo que durante los primeros a\u00f1os del\u00a0Gran Colisionador de Hadrones<\/a>\u00a0(LHC) del CERN se redujo a entre 115 y 130 GeV.<\/span><\/p>\n

La atenci\u00f3n se centr\u00f3 particularmente en torno a 125 GeV, donde los equipos del LHC hab\u00edan notado un exceso de eventos consistentes con el bos\u00f3n de Higgs.\u00a0El CERN esperaba que los datos ”\u00a0daran una respuesta definitiva<\/a>\u00a0” a finales de 2012, lo que confirmar\u00eda la existencia o la inexistencia del bos\u00f3n de Higgs, de una vez por todas.<\/span><\/p>\n

Y efectivamente, el 4 de julio de 2012, los f\u00edsicos de part\u00edculas anunciaron el descubrimiento hist\u00f3rico del bos\u00f3n de Higgs.\u00a0Los datos de dos equipos independientes del CERN, ATLAS y CMS, convergieron en la misma conclusi\u00f3n: encontraron una nueva part\u00edcula con una masa de alrededor de 125,3 GeV y varias otras propiedades similares a las de Higgs.<\/span><\/p>\n

Otros experimentos confirmaron que era el bos\u00f3n de Higgs largamente buscado, lo que le vali\u00f3 a Peter Higgs y Fran\u00e7ois Englert el\u00a0Premio Nobel de F\u00edsica 2013<\/a>\u00a0por el descubrimiento te\u00f3rico original.<\/span><\/p>\n

Tan emocionante como fue el anuncio en ese momento, a menudo se informa que el bos\u00f3n de Higgs se ha vuelto bastante “aburrido” desde entonces, ya que no ha revelado ninguna nueva f\u00edsica salvaje.\u00a0Entonces, \u00bfqu\u00e9 ha estado haciendo en la d\u00e9cada desde su descubrimiento?<\/span>
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La d\u00e9cada desde<\/b><\/span><\/h2>\n
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Un modelo de una colisi\u00f3n en el Gran Colisionador de Hadrones que produce un bos\u00f3n de Higgs<\/span><\/figcaption>
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ATLAS\/CERN<\/span><\/div>\n<\/div>\n<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n

Durante los primeros a\u00f1os, los cient\u00edficos examinaron la nueva part\u00edcula para comprobar si ten\u00eda todas las propiedades predichas por el Modelo Est\u00e1ndar.\u00a0Su esp\u00edn, por ejemplo, deb\u00eda ser cero, y la forma en que se acoplaba a las part\u00edculas deb\u00eda ser el espejo exacto de la forma en que se acoplaba a las antipart\u00edculas.\u00a0Ambos resultaron ser tal como esperaba la modelo.<\/span><\/p>\n

Los experimentos del LHC tambi\u00e9n confirmaron una de las principales predicciones del bos\u00f3n de Higgs: que las otras part\u00edculas del modelo est\u00e1ndar ganan masa al interactuar con el campo de Higgs.\u00a0Eso, a su vez, confirma el papel del Higgs en algunas de las fuerzas fundamentales; por ejemplo, si el bos\u00f3n de Higgs no existiera, necesitar\u00edamos una nueva explicaci\u00f3n para cosas como la reacci\u00f3n de fusi\u00f3n nuclear que alimenta al Sol.<\/span><\/p>\n

Durante la ejecuci\u00f3n 2 del LHC, se produjeron alrededor de ocho millones de bosones de Higgs, y los equipos de\u00a0ATLAS<\/a>\u00a0y\u00a0CMS<\/a>\u00a0publicaron recientemente nuevos estudios basados \u200b\u200ben esos datos.\u00a0Eso incluye con qu\u00e9 frecuencia se produce a partir de diferentes procesos, en qu\u00e9 otras part\u00edculas se descompone y con qu\u00e9 frecuencia, y qu\u00e9 tan fuertes son sus interacciones con otras part\u00edculas.\u00a0En casi todos los experimentos que los cient\u00edficos realizaron, el Higgs se ajust\u00f3 a las predicciones del modelo est\u00e1ndar.<\/span>
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La d\u00e9cada por venir<\/b><\/span><\/h2>\n
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Una vista transversal en 3D del Gran Colisionador de Hadrones<\/span><\/figcaption>
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CERN\/Maximilien Brice<\/span><\/div>\n<\/div>\n<\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n

A pesar de su acuerdo bastante notable con el modelo est\u00e1ndar hasta el momento, estudiar el bos\u00f3n de Higgs con m\u00e1s detalle podr\u00eda ser nuestro boleto para desentra\u00f1ar la f\u00edsica que se encuentra m\u00e1s all\u00e1 de este marco.<\/span><\/p>\n

Tome\u00a0la materia oscura,<\/a>\u00a0por ejemplo.\u00a0La evidencia sugiere que esta sustancia misteriosa impregna el universo y mantiene juntas estructuras como galaxias y c\u00famulos con su fuerte influencia gravitacional.\u00a0Hasta ahora ha eludido la detecci\u00f3n directa a trav\u00e9s de experimentos, principalmente porque la materia oscura rara vez interact\u00faa con la materia regular, pero existe la posibilidad de que el bos\u00f3n de Higgs interact\u00fae con la materia oscura de una manera que finalmente pueda atraerlo hacia la luz.<\/span><\/p>\n

Otro extra\u00f1o enigma sugerido por las nuevas medidas del Higgs es que el universo puede no ser tan estable como parece.\u00a0Podr\u00eda existir actualmente en lo que se llama un estado de falso vac\u00edo, pero en cualquier momento el universo, o gran parte de \u00e9l, podr\u00eda colapsar repentinamente en un verdadero estado de vac\u00edo.\u00a0Eso podr\u00eda borrar por completo toda la materia, o si tenemos suerte, podr\u00eda reescribir las leyes de la naturaleza.<\/span><\/p>\n

El hecho de que el universo todav\u00eda exista sugiere que es m\u00e1s estable de lo que sugieren nuestros modelos, gracias a otras fuerzas desconocidas en juego.\u00a0El bos\u00f3n de Higgs podr\u00eda ayudarnos a descubrir esas fuerzas.<\/span><\/p>\n

Tambi\u00e9n podr\u00eda proporcionar nuevas pistas sobre otro misterio de larga data sobre por qu\u00e9 el cosmos no se destruy\u00f3 a s\u00ed mismo hace mucho tiempo.\u00a0Nuestros modelos actuales sugieren que el Big Bang deber\u00eda haber producido materia y\u00a0antimateria<\/a>\u00a0en cantidades iguales, pero si ese fuera el caso, todo habr\u00eda colisionado y aniquilado todo hace miles de millones de a\u00f1os.\u00a0Obviamente, eso no sucedi\u00f3, lo que indica que, por alguna raz\u00f3n desconocida, se cre\u00f3 una fracci\u00f3n m\u00e1s de materia que de antimateria.\u00a0El Higgs podr\u00eda ayudarnos a descubrir qu\u00e9 inclin\u00f3 la balanza a nuestro favor.<\/span><\/p>\n

Las respuestas a estas profundas preguntas podr\u00edan estar a la vuelta de la esquina.\u00a0El LHC se encendi\u00f3 por tercera vez a principios de julio, con energ\u00edas m\u00e1s altas que nunca.\u00a0Y en 2029, la instalaci\u00f3n comenzar\u00e1 una nueva vida como LHC de alta luminosidad (HL-LHC), despu\u00e9s de una importante actualizaci\u00f3n tecnol\u00f3gica que profundizar\u00e1 m\u00e1s que nunca en la f\u00edsica.\u00a0El bos\u00f3n de Higgs ser\u00e1 una figura central en esos experimentos.<\/span><\/p>\n

Fuente:\u00a0<\/span><\/p>\n

Irving, M. (2022i, julio 15). A brief history of the Higgs boson, the Holy Grail of physics<\/i>. New Atlas. Recuperado 18 de julio de 2022, de https:\/\/newatlas.com\/physics\/higgs-boson-explainer-primer-10th-anniversary\/<\/p>\n

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