El bosón de Higgs explicado para niños y adultos cateados en física

El señor Peter Higgs

El señor Peter Higgs

Ha sido, sin lugar a dudas, la noticia de esta semana que termina: esos científicos locos del CERN han logrado dar con el escurridizo bosón de Higgs. La noticia más importante de la semana, si me apuras incluso más que la que aseguraba que Leire Pajín se va a los Estados Juntitos de América a trabajar en la Organización Panamericana de Salud. Pero, ¿qué demonios es eso de un bosón y quién rayos es el tal Higgs ese de marras?

Es bastante complicado que una noticia científica acapare portadas y primeras planas en todos los informativos del mundo y, cuando sucede, la mayoría de la población, profana en la materia, no se entera de la misa a la media de qué demonios es lo que se ha descubierto. Yo no soy un experto en física, ni muchísimo menos, pero sí me considero experto en explicar las cosas muy facilitas, muy facilitas. Así que, de profano a profano, vamos a intentar desenmarañar uno de los descubrimientos más importantes de este siglo.

Hace muchos, pero que muchos años, los físicos del planeta consiguieron demostrar de qué está compuesta la materia: de átomos. Los átomos son unas cositas muy pequeñas que, más o menos unidos entre sí, forman todas las cosas que existen; las mesas, mi mano, tus nalgas, el agua, los coches y las flores, todo está formado por átomos. Sin embargo, y aunque pudiéramos considerarlos como la más mínima expresión de la materia, los átomos, a su vez, están compuestos de bolitas todavía más pequeñas como protones, neutrones y electrones. Algunas de estas incluso se subdividen en otras minúsculas, pero para nuestra explicación no iremos más allá.

Una hormiga está formada por átomos, y un elefante también. Sin embargo no hay que ser muy avispado para darse cuenta de que nosotros somos capaces de coger una hormiga con uno sólo de nuestros dedos, pero no somos tan valientes como para alzar a un elefante en brazos. Evidentemente la explicación más infantil es que el elefante pesa mucho, y la hormiga pesa poquito. Podríamos decir, sin meternos en muchos jardines técnicos, que la masa (o el peso) de algo es igual a la masa de los átomos que lo componen y, por narices, un elefante tiene que tener un copón más de átomos que una simple hormiguita.

Pero el peso no siempre depende del tamaño. El caso es que, si cogemos con las manos una pelota de goma, repletita de átomos hasta arriba, podremos comprobar que no es muy pesada, pero si hacemos lo mismo con una bola de madera del mismo tamaño (de esas de jugar a los bolos) nos costará bastante más levantarla. Un ejemplo más preciso podría ser el comparar los pesos de un lingote de oro y un lingote (exactamente del mismo tamaño y forma) de plástico. Son iguales, por lo que parece lógico pensar que pueden tener más o menos los mismos átomos (protón arriba, protón abajo), sin embargo el oro pesa bastante más que el plástico. ¿Por qué?

Esa ha sido siempre la gran duda que invadía los privilegiados cerebros de los físicos, ¿qué es lo que proporciona la masa a la materia y por qué algunas cosas pesan más que otras, cuando están compuestas todas de átomos? ¿Por qué un electrón, que es una partícula elemental (no se puede subdividir), no tiene mucha masa y un quark (otra partícula elemental que tienen dentro, entre otros, los protones) tiene muchísima masa? Ambas serán más o menos del mismo tamaño, pero una pesa asaz más que la otra. Incluso existe alguna, como el fotón (sí, el de la luz), que ni siquiera tiene masa. ¿Cómo es posible que bolitas tan pequeñas del mismo tamaño alberguen tanta diferencia en sus masas?

En los años sesenta del siglo pasado, el físico británico Peter Ware Higgs, el mismo que lloraba el otro día a moco tendido en Ginebra tras el anuncio del CERN de que sus suposiciones son ciertas, teorizó sobre este asunto. Él especuló sobre la existencia de un algo, que no podemos ver, alrededor de todas las cosas y que interactúa con las partículas de los átomos y les proporciona su masa. Supongamos dulcemente que ese algo es una gelatina de fresa invisible e indetectable que rodea a toda la materia, pero a toda, a toda: a los elefantes, a las hormigas, a nuestros átomos, a los átomos de los relojes de cuco, a los árboles, a las nubes y, en general a todo el Universo. Está por todos los lados y nos rodea como si fuéramos caramelos de chocolate dentro de esa afresada gelatina.

Ese algo es lo que se dio en llamar campo de Higgs, en honor a este caballero. Las partículas elementales de nuestros átomos interaccionan con el campo de Higgs al pasar por él de una manera más o menos importante; las que interaccionan mucho reciben mucha masa, las que interaccionan poco reciben menos masa y la que no interaccionan pasan por dentro de él sin pena ni gloria.

Utilizaremos ahora la analogía que el propio CERN ha expuesto en alguna ocasión de manera didáctica. Imaginemos el campo de Higgs como el agua del mar, está por todas partes rodeando a sus habitantes. El agua está formada por moléculas que, en esta analogía, representarían los bosones de Higgs. Una sardina es un pez pequeño y puntiagudo, por lo que se mueve con mucha soltura en el mar, corriendo como loca de aquí para allá. No opone prácticamente resistencia al agua, por lo que se consideraría que tiene poca masa o poco peso. Por otro lado, una gran ballena es un animal enorme rodeado de muchísima agua a la que tiene que ejercer oposición para desplazarse lentamente, considerando pues que tiene muchísima masa.

El campo de Higgs está lleno a reventar de partículas llamadas bosones de Higgs. Como lo tenemos por todos los lados, se supone que algunas de las partículas interactúan con ese campo de forma muy lenta, absorbiendo mucha masa. Otras pasan más rápido recibiendo poca masa y, otras, como los fotones, pasan tan folladas de velocidad que los bosones ni se enteran de lo que ha sucedido y no pueden ni entregarles una miajita de masa. Esta sería la explicación a por qué algunas cosas tienen más masa y peso que otras.

El caso es que los bosones no se pueden detectar tan fácilmente. Realmente es prácticamente imposible detectarlos, porque se desintegran casi en el mismo momento de aparecer. Lo que sí puede ser detectado es el cúmulo de residuos que dejan al desintegrarse. Pero para ello hace falta generar muchísima energía, casi tanta como la que se produjo en el Big Bang, aquel famoso día en el que se creó el Universo.

Para tal menester, el hombre racional creo el LHC en la frontera franco-suiza, el acelerador y colisionador de partículas más grande del mundo. Es un anillo gigantesco en forma de túnel por el que se envían haces de protones en direcciones opuestas a una velocidad muy cercana a la de la luz, o sea, que te cagas de rápido. Cuando lo protones chocan, aparecen instantáneamente los bosones de Higgs y se esfuman en el momento, dejando los residuos de los que hablábamos antes y que pueden ser mensurados.

Los científicos del CERN, mediante el uso del LHC, han conseguido demostrar, pues, que esos bosones de Higgs existen, lo que implica que también existe un campo de Higgs en rededor de todas las cosas y que la circulación de las distintas partículas a través de él proporciona la masa a éstas.

Supongo que ahora las vías de investigación son infinitas, porque habrá que ver cómo se produce ese proceso exactamente y por qué determinadas partículas subatómicas reciben más masa que otras. Las futuras aplicaciones prácticas las desconozco, pero si algo de esto se puede utilizar para la guerra, ya veo al FBI y a la NSA cerrando cautelarmente el CERN hasta nueva orden. Es lo que tiene la ciencia, su parte buena y su parte menos buena.

4 comentarios a “El bosón de Higgs explicado para niños y adultos cateados en física”

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