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Ha sido descubierto el Bosón de Higgs ¿Es la Partícula de Dios, la que hace posible la existencia del Universo?

Creada10-09-2019
Modificada10-09-2019
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Noviembre3

Reseña del Documental ¿Hay una Partícula de Dios? de la serie Secretos del Universo

¿Hay una Partícula de Dios?

Documental de la serie Secretos del Universo (T4, E1, 2013), en el que Morgan Freeman nos presenta varias investigaciones y teorías sobre el bosón de Higgs, tal vez la partícula que pueda explicar el funcionamiento del Universo.

Según las teorías generalmente aceptadas, el Universo comenzó a existir como una explosión de energía pura. Después, algo hizo que parte de esa energía se condensara para formar partículas de materia, formando átomos, y éstos estrellas, planetas y todo tipo de materiales y objetos, incluidos los seres vivos.

Los científicos llevan más de 40 años buscando ese algo, que supusieron que sería una partícula, y su desesperación por encontrarla llegó a tal punto que empezaron a llamarla la "goddamn particle", la "maldita partícula". Pero esa era una palabra malsonante que no se podía pronunciar en televisión ni escribir en libros ni periódicos, así que la abreviaron como "God Particle", la partícula de Dios.

Dan Hooper y Patrick Fox, Físicos del Laboratorio Nacional Fermi, a las afueras de Chicago, creen que en el principio del Universo sólo existían partículas sin masa, desplazándose por el espacio a la velocidad de la luz. Después ocurrió algo que hizo que algunas de esas partículas adquirieran masa, reduciendo su velocidad.

No todas.

Los físicos han hecho colisionar millones de partículas a grandes velocidades para estudiar sus fragmentos, y han descubierto que existen dos tipos principales de partículas, los fermiones, portadores de materia, y los bosones, sin masa, portadores de fuerza.

1 + 1 = 100

Lyndon Evans ha participado en la construcción de la mayor parte de los aceleradores del GCH, Gran Colisionador de Hadrones, en Ginebra.

En él se aceleran partículas para hacerlas chocar a grandes velocidades. A veces las partículas se rompen en fragmentos. Otras veces se unen para formar una nueva partícula más pesada.

Mucho más pesada. En realidad algunas partículas pesan 100 veces más que la suma de sus componentes.

Toda esa masa adicional se crea a partir de Energía, según la famosa ecuación de Einstein, e=mc², y hace falta muchísima energía para crear una partícula tan masiva.

La Partícula Fantasma

El Físico Joe Incandela dirige un equipo de científicos que intenta crear partículas de Higgs, pero éstas tienen una vida tan corta, menor que una trillonésima de segundo, que literalmente no hay tiempo para estudiarla, casi ni siquiera detectarla. Sólo podemos estudiarla por los fragmentos que quedan tras su desintegración.

Cuando dos protones colisionan, pueden romperse de muchas formas diferentes. Sus componentes son quarks y gluones, y generan patrones que pueden ser reconocidos. Son tantas las partículas generadas en los numerosos experimentos realizados que no hay tiempo para estudiarlas todas, así que las que parecen más típicas y conocidas se descartan.

Y es posible que entre la gran cantidad de interacciones descartadas existan algunas que, tras un estudio más exhaustivo, podrían revelar algo de lo que estamos buscando.

La forma más eficiente de crear un bosón de Higgs es cuando los quarks que componen los protones están perfectamente alineados. Si dos quarks colisionan directamente entre sí se producirá tanta energía que se creará un bosón de Higgs. Pero este tipo de colisión casi nunca ocurre. De los Mil billones de colisiones producidas en el GCH, apenas un escaso centenar es probable que hayan producido un bosón de Higgs.

Pero a pesar de tantas probabilidades en contra, el 4 de Julio de 2.012 Incandela anunció que habían detectado una partícula que tenía una masa de 125 GeV, lo que se había calculado que debería tener una partícula de Higgs.

El Modelo Estándar y la Supersimetría

Después de décadas de investigación estudios y observaciones, los físicos de partículas han esquematizado todo lo que sabemos suponiendo que existen un pequeño número de partículas, de tipo fermiones y bosones, más el bosón de Higgs. Con este Modelo Estándar de partículas se pueden explicar todas las interacciones de la Materia y la Energía. Casi.

En los últimos años se ha descubierto que en el Universo existe un tipo de materia que no interacciona a través del Campo Electromagnético, por lo que no absorbe ni emite luz, no la produce, ni la refleja ni la oculta. Es más, es tan inmune a los campos electromagnéticos que ni siquiera choca, sino que pasa a través de los átomos y partículas de Materia Normal.

Por ser invisible se la ha llamado Materia Oscura, y los físicos creen que hay cinco veces más Materia Oscura que Materia Normal.

¿Cómo encaja la Materia Oscura con el Modelo Estándar?

No encaja.

Se ha intentado elaborar una nueva teoría, la Supersimetría, según la cual por cada partícula debe existir una antipartícula con propiedades simétricas, y eso podría explicar todas las partículas y fuerzas conocidas, más las que implican al bosón de Higgs y a la materia oscura.

Pero hay un pequeño problema. Para que la Supersimetría sea matemática y físicamente posible, no puede haber UN único bosón de Higgs, sino CINCO.

Los Campos de Higgs

John Ellis es físico teórico en el CERN. Su trabajo consiste en elaborar ideas que puedan explicar los misterios de la física de partículas.

Albert de Roeck es Físico Experimental. Su trabajo es hacer experimentos que puedan confirmar o refutar las teorías físicas.

Ambos piensan que si existen distintos bosones de Higgs, entonces la idea de que TODO el Universo está imbuido en un Campo de Higgs Universal es incompleta. En todo caso existirán distintos Campos de Higgs, y los diferentes tipos de bosones de Higgs interactuarán con unos y no con otros.

Y esto indicaría que el Modelo Estándar es incompleto.

Los Componentes del Bosón de Higgs

El primer físico teórico de partículas fue Demócrito. Él postuló que si dividíamos un objeto en fragmentos cada vez más pequeños tarde o temprano llegaríamos a una partícula sin partes (a-tomo) que sería indivisible.

Su teoría era lo bastante acertada como para ser aceptada durante más de 2.000 años hasta la llegada de la era atómica, en la que se descubrió que el átomo estaba formado por elementos más pequeños, electrones y núcleo, y éste por protones y neutrones, y éstos por gluones y quarks, y éstos por partículas aún más pequeñas.

Francesco Sannino es físico teórico en la Universidad del Sur de Dinamarca, en Odensa, la ciudad en la que nació Hans Cristian Andersen.

Él cree que el bosón de Higgs no es una partícula elemental e indivisible, sino que está compuesta por partículas más pequeñas que interactúan entre sí con una fuerza distinta a las 4 conocidas.

Por la similitud con el fenómeno óptico de la luz blanca, que está compuesta de tres colores diferentes, a esta nueva fuerza la denomina, provisionalmente, la Fuerza Tecnicolor.

Tal como los quarks dispuestos de una forma determinada forman protones, y de otra forma neutrones...

Aviso: Esto no es cierto.

La diferencia entre protones y neutrones es que existen DOS tipos de quarks, u y d. Tres quarks uud forman un protón. Tres quarks udd forman un neutrón. No depende de la forma en que se distribuyan.

Quizás se haya explicado así para hacerlo más fácil de entender, pero hay que tener cuidado con las metáforas.

... los hipotéticos tecniquarks, en una determinada configuración, formarían un Bosón de Higgs. En otra configuración formarían una partícula de Materia Oscura.

El desarrollo de la teoría de la Tecnifuerza, la quinta fuerza, podría explicar el misterio del Bosón de Higgs y de la Materia Oscura, pero aún hace falta confirmarla, y el GCH no tiene la potencia necesaria para hacerlo.

Física de Partículas Fractales

Howard Georgi, de la Universidad de Harvard, ha sido Físico de Partículas durante años, pero ahora se considera un Físico de No-Partículas.

En la física estándar, algunas partículas tienen propiedades que pueden evaluarse con números enteros negativos. Pero al estudiar algunos de los resultados del GCH Georgi descubrió que también podían encontrarse números fraccionarios negativos. Éstos no corresponden a partículas, por lo que empezó a llamarlos No-Partículas.

Al profundizar en sus investigaciones descubrió que el hecho de que las No-Partículas tengan un valor fraccionario era debido a que no existen en TRES dimensiones, sino en un número fraccionario de dimensiones.

No eran partículas, sino objetos fractales.

Como ejemplo, Georgi explica la forma esquemática de un árbol. El tronco de un árbol es un segmento de recta. De ese tronco salen ramas, y de éstas más ramas. En los extremos de algunas ramas existen hojas.

Las hojas tienen un tamaño similar en todo el árbol, y pueden equiparase a las partículas. Si las vemos de cerca se ven más grandes que si las vemos de lejos.

Pero la estructura general del árbol es fractal. Cada rama tiene un aspecto similar al de todo el árbol, independientemente del tamaño del fragmento que estemos examinando o lo lejos o cerca que nos situemos.

Georgi piensa que en el Universo existen partículas que existen en tres dimensiones, algunas con masa, otras sin ella. Y también existen No-Partículas, extendidas en más de tres dimensiones, que no interactúan electromagnéticamente con las partículas, pero sí gravitatoriamente, y que al interactuar entre sí componen la estructura de la Materia Oscura que mantiene cohesionado el Universo.

En mi opinión

Las teorías expuestas se apartan tanto de nuestra experiencia cotidiana que resultan difíciles de comprender. Sólo gracias a un profundo conocimiento de matemáticas y física podemos acercarnos a estas teorías, pero aún no lo suficiente como para que podamos convertir las teorías en certezas.

Una apreciación personal: Si el Espacio y el Tiempo son Infinitos, yo creo que la Escala también lo es.

Por mucho que nos adentremos en escalas menores y descubramos partículas cada vez más pequeñas, estoy seguro de que éste es un camino infinito, y nunca llegaremos a alcanzar una partícula que sea totalmente indivisible.

Y respecto a las no-partículas fractales, aunque parece una teoría bastante descabellada, no me extrañaría que contuviera elementos que se aproximen a la Realidad. Al fin y al cabo, las teorías físicas más modernas postulan que existen 10 dimensiones, y que las partículas elementales son cuerdas, abiertas o cerradas, que vibran en esas diez dimensiones.

¿Quién sabe qué nuevos descubrimientos nos aportarán los experimentos en el GCH o en otros aceleradores aún más potentes que se construyan en el futuro?

Ver Ficha de ¿Hay una Partícula de Dios? de la serie Secretos del Universo

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