¿Qué es el campo de Higgs? (1)

Lo comentábamos hace ya unas entradas. El modelo estándar de física de partículas funciona bien, bastante bien. Eso sí, hasta donde funciona.

Basado en la física cuántica y las teorías de las relatividades, pilares de la física moderna, ha predicho gran número de partículas elementales y, hasta ahora, todos los experimentos realizados han confirmado que es un modelo válido.

No obstante...

No obstante -siempre hay un pero en el cesto de la física, sea clásica o moderna-, hay detalles que escapan a su capacidad explicativa. Al menos por ahora. Son limitaciones teóricas.

Una de ellas es la integración en su marco teórico de la gravedad, una de las cuatro interacciones fundamentales junto a la electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil. Una problemática de calado.

Otra es la embarazosa cuestión de la masa de las partículas que componen el Universo ¿Por qué unas tienen masas y otras no? ¿Por qué es diferente?

Para explicar por qué unas partículas tienen masa y otras no, el físico británico Peter Higgs y otros científicos (Francois Englert, Robert Brout, Gerald Guralnik, Dick Hagen y Tom Kibble) postularon en los años 60 del pasado siglo XX, de forma simultánea aunque independientemente, un mecanismo que se conoce como “mecanismo de Higgs”.

Mecanismo de Higgs

De forma escueta lo podríamos describir como el proceso que da masa a las partículas elementales. Una explicación teórica que requiere la existencia de lo que se dio en llamar Campo de Higgs.

Un nuevo campo fundamental que, como todos los que lo son, tiene una partícula propia asociada que lo compone y que en su caso es el Bosón de Higgs. Ella es su manifestación visible. La prueba de su existencia.

Un campo que, justo después del Big Bang no existía, por lo que su valor matemático era cero, m = 0.

Pero que conforme el universo se fue enfriando, y cuando su temperatura alcanzó un valor crítico, creció de forma espontánea y posibilitó que cualquier partícula que interactuara con él adquiriera masa.

Por lo que su valor matemático ya no era cero, m≠0 .

La idea central es que en todo el universo existe este campo cuántico de Higgs y que, aunque invisible, lo impregna o permea todo. De esta forma todas las partículas que existen, podrán interaccionar con él.

Y dependiendo de que interaccionen más o menos, así tendrán más o menos masa.

Porque, por lo que sabemos, lo hace de forma directamente proporcional. Cuanto más interactúa una partícula con este campo, más másica se torna.

Y así los fotones, que no interactúan con él, aparecen sin masa, mientras que los bosones W y Z tienen casi cien (100) veces más masa que un protón.

Dicho en términos mecánicos, la masa de las partículas estaría causada por una especie de “fricción” con el campo de Higgs.

Un medio en el que las partículas más ligeras se moverían fácilmente, a velocidades próximas a la de la luz v≈c; mientras que las más pesadas lo harían con mayor dificultad, a velocidades inferiores a la de la luz v< c.

Este mecanismo también prevé la adquisición de masa por parte del propio bosón de Higgs, al interaccionar consigo mismo. Lo dejaremos por ahora aquí. Me ha venido a la cabeza una ocurrencia.

Sólo recuerde que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ha servido para probar las hipótesis de Higgs.

Sucedió cuando los científicos del laboratorio europeo CERN, anunciaron que por fin tenían pruebas más que sólidas, una seguridad superior al 99,999 %, de que han detectado el bosón de Higgs.

La esquiva partícula elemental que ayudaría a explicar, por qué existe la materia tal y como la conocemos y que, de forma un tanto espectacular, se ha dado en llamar la partícula divina o partícula de Dios.

Una exageración, sin duda alguna.(Continuará)