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Si todavía no has entendido lo que es la famosa partícula descubierta por el CERN, aún tienes una oportunidad. Te ofrecemos una explicación animada de la Física más elemental en torno al bosón de Higgs. menéame
Me parece un video sencillo y muy gráfico.
Y ahora el Bosón de Higgs según Sheldon Cooper
No mejoréis mucho que con este casi me da algo ya jejejeje. ¡Enhorabuena por este currazo!
Lo primero, qué es un electrón. La gente se imagina una bolita pequeñita y cargada que gira sobre sí mismo. Pues no, no es eso. Los físicos creemos que el electrón es una excitación (fluctuación o vibración) localizada del campo electrón. El campo electrón permea todo el espaciotiempo (algunos físicos dicen que el vacío del campo electrón permea todo el universo, pero es lo mismo). Las excitaciones del campo electrón en las regiones donde no hay ningún electrón (el vacío) se llaman partículas virtuales; como el electrón tiene una antipartícula llamada positrón, estas excitaciones virtuales son pares electrón-positrón virtuales. Sabemos que existen y hemos medido sus efectos (por ejemplo, afectan a los niveles atómicos de los electrones en los átomos). Ahora bien, por qué hay un número finito de electrones en el universo. Pues porque el Big Bang produjo un número finito de excitaciones localizadas tipo partícula electrón y como esta partícula es estable y no puede desintegrarse en nada, dichas excitaciones localizadas o partículas se han conservado hasta hoy en día.
Ahora podemos pasar al bosón de Higgs. ¿La gente se imagina el Higgs como una bolita pequeñita y neutra que no gira sobre sí misma? No lo sé, pero como en el caso del electrón, no es eso. Los físicos creemos que el bosón de Higgs es una excitación (fluctuación o vibración) localizada del campo de Higgs. El campo de Higgs permea todo el espaciotiempo (algunos físicos dicen que el vacío del campo de Higgs permea todo el universo, pero es lo mismo). Las excitaciones del campo de Higgs en las regiones donde no hay ningún bosón de Higgs (el vacío) se llaman partículas virtuales; como el bosón de Higgs es idéntico a su antipartícula, estas excitaciones virtuales son bosones de Higgs virtuales. Sabemos que existen y resulta que las partículas masivas tienen masa porque interaccionan con estos Higgs virtuales (adquieren masa al interaccionar con el vacío del campo). Por qué no hay Higgs por todos lados y su masa total no afecta a la masa-energía del universo. Muy sencillo, el Higgs es una partícula con mucha masa y por tanto inestable, desintegrándose casi instantáneamente en partículas de menor masa (lo mismo le pasa al quark top y a las demás partículas con masa grande). Por ello, en el universo entero no hay ninguna excitación localizada estable de tipo partícula de Higgs. Para poder observar una partícula del campo de Higgs hay que excitar el campo con mucha energía (en una colisión protón-protón del LHC, por ejemplo) y la excitación resultante es inestable y se desintegra en unas billonésimas de billonésima de segundo en otras partículas (excitaciones de otros campos).
Desde el punto de vista de la teoría de campos no hay diferencia significativa en la relación entre la partícula llamada electrón y el campo electrón (que tiene cuatro componentes en dos parejas) y la relación entre el bosón de Higgs y el campo de Higgs (que a baja energía tiene una sola componente). Obviamente, uno tiene carga y el otro es neutro, uno es estable y el otro inestable. Pero conceptualmente tan partícula es uno como el otro. Si alguien afirma que "entiende" o intuye qué es un electrón, debe también entender o intuir qué es un bosón de Higgs.
Yo sé que entender qué es un vacío cuántico y por qué es un "mar" repleto de partículas virtuales es difícil, pero no hay diferencia conceptual, repito, entre el vacío del campo electrón y el vacío del campo de Higgs. El segundo no es más misterioso que el primero. Aunque ambos son muy misteriosos para quien quiere verlos desde un punto de vista clásico.
Espero haber ayudado algo. Pido perdón si lo he complicado más.
Desconozco por qué unas interaccionan más y otras menos con el campo de Higgs, pero te puedo poner ejemplos de lo que ocurre con otras fuerzas: un átomo según su estado de ionización interaccionará con unos fotones u otros, siendo transparente para las longitudes de onda que no pueda absorber ni emitir. Evidentemente en el campo de Higgs el mecanismo (que desconozco) será distinto al del efecto fotoeléctrico, pero hombre porque a ti no te lo hayan explicado bien no quiere decir que en el núcleo de la teoría exista un razonamiento circular en la que nadie más que tú ha reparado...
¡Bravo!
Está muy mal visto y uno queda como un paleto si dice esto, pero la teoría no tiene sentido alguno, por más que algunas ecuaciones funcionen muy bien, así que no os sintáis mal si no lo entendéis, porque nadie lo entiende de verdad. Y sí, soy físico.
La gracia de la divulgación es hacer sencillas y amenas las cosas difíciles de entender, no soltar cuatro frases que has leído por ahí respecto a una noticia adornadas con dibujitos, de manera que se note que no tienes ni idea.
#14 La saca de que interacciona consigo mismo. Menudo físico que no distingue entre "no se entiende" y "es contrario a la intuición" jejejeje...
Todos los físicos esperamos que algún día (me gustaría estar vivo para disfrutarlo) se descubra la respuesta gracias a alguna teoría unificadora que explique todos estos detalles, incluido por qué hay un campo de Higgs y por qué las partículas interaccionan como lo hacen con el vacío de dicho campo. Pero ahora mismo nadie lo sabe.
Por ejemplo, no sé si ya lo sabes, el quark top tiene un acoplamiento (de Yukawa con el campo de Higgs) igual a la unidad (con un error del orden de un 1%). La masa del top es 1*v/sqrt(2), donde v es la energía a la que se condensa el campo de Higgs (246 GeV). Las demás partículas tienen valores más pequeños del acoplamiento. ¿Por qué el neutrino tiene un acoplamiento tan pequeñísimo comparado con la unidad? Nadie lo sabe. Ni siquiera sabemos si el Higgs también le da masa a los neutrinos, podría ser que sí o podría ser que no.
Hay muhas cosas que ignoramos. La física es apasionante porque poco a poco vamos desvelando los secretos de la Naturaleza.
Este, del Fermilab, es mucho mejor: www.youtube.com/watch?v=1SihuUElE48
O este otro, que me parece brillante, aunque aviso que está totalmente en inglés (aunque con el texto transcrito, con lo que para el que tenga problemas al escuchar inglés pero lo pueda leer, debería bastarle)
vimeo.com/41038445
La verdad sea dicha, en los detalles está el secreto, los bosones de Higgs interaccionan con el campo de Higgs de una manera diferente al resto de las partículas (pues no podemos hablar de acomplamientos de Yukawa para el Higgs como sí podemos hacerlo para los quarks y leptones). Pero si obviamos este pequeño (o gran detalle para los físicos teóricos y matemáticos), el mecanismo por el que un Higgs adquiere masa es muy parecido al de cualquier otra partícula. La partícula de Higgs está rodeada del vacío del campo de Higgs (una nube de Higgs virtuales) que provoca que adquieran masa.
Cuando una partícula aumenta su velocidad aumenta su masa. ¿A más velocidad más interacción con el campo de Higgs? ¿Cuanto más rápido se mueve una partícula en el espacio, más "resistencia" le crea el campo de Higgs?
¿Qué tiene que ver el Higgs con la relación espacio tiempo? Cuando una partícula se mueve más rápido en el espacio se mueve más lenta en el tiempo. Un fotón se mueve a velocidad c en el espacio, pero el tiempo no pasa para él. ¿Es el mismo Higgs el que puede hacer "resistencia" en la dimensión temporal, haciendo el efecto contrario que en la espacial: que disminuya su resistencia según aumenta la velocidad de la partícula?
es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_movimiento#Mec.C3.A1nica_lagrangiana
¿Será que al acercarse las partículas a la velocidad de la luz se llega a una especie de "barrera del sonido" pero en el campo Higgs? es.wikipedia.org/wiki/Barrera_del_sonido
Claro que si intento meter spines en la foto me explota la cabeza, pero bueno
Si ya entras en efectos de la relatividad general: No, el campo de Higgs no puede explicarlos ni tampoco pretende hacerlo, necesitamos algo más (teoría del todo?).
www.wired.com/wiredscience/2011/05/electrons-are-near-perfect-spheres/
A fin de cuentas, uno se representa las cosas en la imaginación de la manera más comprensible; tampoco un "campo" es una especie de sábana con bultos o un conjunto de flechitas que apuntan hacia un lado, pero uno fácilmente se lo representa así.
Imaginemos que estamos en final de la Eurocopa... En el campo(campo de Higgs) hay particulas subatómicas libres... que juegan al futbol, con comodidad... se acaba el partido (big bang) y la gente euforica, llena el campo enfervorizada (bosones de Higgs)... los jugadores (particulas) se mueven ahora con dificultad por el campo... debido a los bosones que impiden que avancen con dificultad... han adquirido una propiedad, que llamamos masa... y por tanto ha nacido el Universo material... lo tangible... lo que se puede tocar, medir y pesar.... Esto es lo que se pretende demostrar cn el LHC, que esos bosones de Higgs, no son una simple teoría, y que existen... lo tienen acorralado y puede ser descubierto en cualquier momento (Es muy escurridizo)
Lo de llamarlo "la particula de Dios" es una licencia del editor de un libro sobre el tema, al que le pareció que mejor que la frase original "goddamn particle" (jodida partícula) vendía mas "god particle (partícula de Dios)"
valdeandemagico.blogspot.com.es/2012/07/boson-de-higgs-vs-teoria-del-t
En resumen, si no es el Higgs del modelo estándar será un primo muy cercano (un Higgs). De otra manera sería imposible que hubiera tantas coincidencias (o la Naturaleza sería extremadamente maliciosa).
"¿Qué tiene que ver el Higgs con la relación espacio tiempo?" La teoría cuántica de campos es relativista y cumple la relatividad, así que no hay una relación (o no hay más relación que la que puede haber con un electrón o con un fotón).
Quizás te refieres al o tienes en mente el Zitterbewegung que menciona Roger Penrose en su libro "The Road to Reality" (Zee también lo menciona en "QFT in a Nutshell" y otros). No quiero liar la cosa aquí, pero esta interpretación del movimiento en zig-zag de las partículas no gusta a la mayoría de los físicos.
"masa inercial y gravitatoria es lo mismo" Ese es el principio de equivalencia de Einstein, que es un principio clásico. No se sabe si es correcto a nivel cuántico (para campos gravitatorios débiles lo es, pero no se sabe si lo es para campos gravitatorios fuertes que requieren una versión cuántica de la gravedad).
"¿qué papel juega la gravitación en todo esto? ¿seguimos dejándola aparte?" No juega ningún papel. Se la deja aparte como siempre. Nada cambia.
"¿por qué el valor de la constante gravitatoria es el que es y no otro?" Nadie lo sabe, ni siquiera se sabe por qué la constante de estructura fina vale lo que vale o por qué la constante de acoplamiento de la QCD vale lo que vale, etc. Solo un teoría (de todo) que unifique todas las interacciones permitirá llegar a responder a estas preguntas.
"¿el campo de Higgs dará respuesta también a eso?" El campo de Higgs el martes respondía las mismas preguntas que el jueves, tras el anuncio del descubrimiento de la partícula de Higgs. Dicho campo no dará respuesta a ninguna de tus preguntas sobre la gravedad pues no tiene nada que ver con la gravedad.
Espero haber aclarado algo este espinoso y difícil tema. Sin gravedad cuántica, la gravedad está fuera del SM .
"se me hace raro que sin materia pudiera darse esa propiedad." La palabra materia no nos gusta a los físicos. En el universo hay partículas y punto. En cosmología se habla de materia (bariónica) para referirse a todas las partículas (quarks y leptones de primera generación) y se abusa del término materia oscura para referirse a otras partículas estables que puedan existir. Pero en física de partículas la palabra materia no tiene sentido. ¿Es materia un fotón? ¿Es materia un neutrino? ¿Es materia un electrón? ¿Es materia el Higgs? Son partículas (unas son bosones, otras son fermiones).
#23 en el segundo vídeo no entiendo muy bien la relación entre colisiones-energía-bosón de Higgs en la parte de las gráficas (empieza sobre el minuto 5:30), ¿alguien puede explicarlo?
La noticia a la que te refieres hace referencia a un artículo publicado en Nature ( www.nature.com/nature/journal/v473/n7348/full/nature10104.html ). En dicho artículo se estudia el momento dipolar eléctrico (EDM) del electrón y se descubre que su valor es muy pequeño, por tanto la distribución de carga eléctrica alrededor de un electrón tiene forma esférica. Eso no significa que el electrón tenga forma esférica. Las correcciones cuánticas a la carga del electrón nos dicen que debe tener un EDM muy pequeño, pero que muy pequeño, pero distinto de cero (un valor más o menos de 10^-30 e cm). En el artículo de Nature se mide un valor máximo de más o menos 10^-28 e cm. Es un gran trabajo técnico, pero no implica que el electrón sea una esfera.
Más info en mi blog: francisthemulenews.wordpress.com/2011/05/25/la-distribucion-de-carga-d
La gráfica se refiere al canal difotónico, la desintegración del Higgs en dos fotones. La usaré como ejemplo. Buscas observar un Higgs gracias a la presencia de dos fotones en tus detectores (hay unos calorímetros especiales para detectar trazas de fotones). Entre todas las colisiones obtenidas seleccionas todas las que tengan dos fotones con un cierto criterio para la energía mínima y máxima de cada fotón y para el ángulo entre sus trayectorias (son unas 60000 en los datos del 4 de julio).
¿Todas estas colisiones son señal de un Higgs? No. Porque hay muchas otras colisiones que sin tener un Higgs también conducen a que aparezcan dos fotones con estas propiedades. Esas colisiones son el ruido y las que corresponden al Higgs son la señal, y tu quieres ver la señal encima del ruido.
La gráfica muestra un histograma, diagrama de barras, en la que se divide el eje horizontal de la energía en intervalos pequeños (binning) y en el eje vertical se cuentan las colisiones que tienen dos fotones cuya energía total (la suma de la de cada uno) está en alguno de estos intervalos pequeños. Así obtienes la gráfica que se ve en el vídeo (básicamente contando o si quieres sumando colisiones cada una a su energía).
Esta gráfica tiene dos cosas, las colisiones de fondo (ruido) que no corresponden a un Higgs y las colisiones que corresponden a un Higgs. Mediante simulación por ordenador determinas cuántas colisiones de fondo esperas observar en el modelo estándar si no hubiera un Higgs y obtienes una curva continua que dibujas en cima del histograma. Donde la curva y el histograma coinciden no hay nada (solo ruido o background). Pero si observas una pequeña joroba (en esta gráfica aparece alrededor de 125 GeV) es que hay algo que no habías tenido en cuenta en tus simulaciones por ordenador sin Higgs. Ese algo es una partícula que se puede desintegrar en dos fotones (luego tiene que ser un bosón) y estudiando la joroba (bump) puedes saber qué masa tiene, etc. etc.
Espero haber ayudado.
Esto lo aprendí yo en BUP. De bosones no me dijeron nada, o igual ese día no fui a clase.
La única manera de hablar de "antes" es suponer que el Big Bang es una teoría incorrecta y que el universo es cíclico y eterno, o algo por el estilo.
Para hacerse una idea... es como dar una palmada. La fueza será muchísimo más grande que la de una colisión del LHC. Eso sí, si sustituyes una de las palmas por una aguja, la fuerza es la misma, pero muchísimo más concentrada, y a la otra palma no le iba a hacer nada de gracia.
Es una explicación muy burda, pero sirve para explicar un poco por qué es impresionante que el LHC consiga que el choque de dos protones tenga la fuerza de un mosquito.