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La apasionante aventura de no encontrar lo que necesitamos o El Higgs, esa zorra

26 agosto, 2011

Nota: Entrada publicada conjuntamente con el blog “Aventuras y Desventuras de G de Galleta“.
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Por: G de Galleta

Simulación por ordenador de colisión de hadrones.

Simulación por ordenador de colisión de hadrones. Crédito: comecocos

Apenas conozco los rudimentos de la física de partículas, y mi conocimiento sobre el modelo estándar no pasa del entendimiento básico (muy básico a mi pesar) de su funcionamiento. Lo que sé fue gracias a la asignatura de último año, “Partículas Elementales” (ingenioso título, ¿eh?), aunque no fue por el profesor en sí, de cuyo nombre prefiero no acordarme. Fue por la presión que puso, la dificultad que planteó para aprobar la asignatura, y mi interés en el tema, desde que lo conocí por primera vez, lo que me llevó a leer varios libros y luchar contra las oscuridades y complejidades que rodean esta materia. Aún así, como digo, me reconozco incapaz de realizar apenas las operaciones más básicas, incluso ni eso. Sin embargo, me apasiona el tema.

Precisamente por eso, me consideré un afortunado. Desde los años 30 quizá, los físicos teóricos han estado realizando descubrimientos cada vez más asombrosos sobre la materia de la que estamos hechos. Desde el momento del desarrollo de las teorías cuánticas de campos (digamos, “base formal para desarrollar estas cosas”), ser físico implicaba estar todo el día recibiendo grandes noticias, que despejaban una incógnita tras otra en el campo de la física. Es como si cada año se desvelasen algunas de las preguntas vitales que les empujaron a estudiar física. Una época apasionante. Sin embargo, desde hace años la cosa andaba algo estancada. No es que no se descubriesen cosas, no. Es que el calado de estos descubrimientos no era grande o tan fundamental. Sutilezas en la comprensión de estos fenómenos, descubrimientos a bajísimas temperaturas, secciones eficacez o probabilidades de colisión… cosas así. Parecía que “lo gordo” acerca de las partículas elementales estaba hecho.

Sin embargo, allí estaba el Higgs, esa zorra, que era fundamental para que este modelo, el Estándar, que intenta explicar todas las fuerzas y todas las partículas (menos la gravedad) terminase de encajar. Y el Higgs se estaba buscando, y se pensaba encontrar en el LHC, o Gran Colisionador de Hadrones, que empezó a construirse mientras andaba yo por la facultad (aunque se proyectó mucho antes).

Aunque no os lo creáis, esto explica la ruptura de simetría.

Aunque no os lo creáis, esto explica la ruptura de simetría. Crédito: Compact Muon Solenoid

Así que, en esta clase de mi último año, el profesor nos comentaba que la masa del Higgs debía andar entre los 114 y los145 GeV, porque si no, era difícil explicar la ruptura espontánea de simetría (no chicos, no me voy a meter en esto… camisa de once varas, me temo), etc. Y nos hablaba de sus suposiciones o apuestas: que si iba a estar en torno a los 140 GeV, etc. Y un día dijo: “Y si no se encuentra el Higgs, mejor. Porque se descubrirá nueva física, el modelo estándar tendrá una grandísima laguna en su interior, y probablemente no habrá modificación que lo salve de acabar en el limbo de las ideas que pudieron ser y no fueron”. Y es cierto. Si no hay Higgs en ese intervalo de energías (si oís que hablan de masas, no os asustéis, que en altas energías vienen a ser lo mismo gracias a E=mc^2), habrá otra cosa, veremos sucesos que no esperábamos… o quizá no. Pero significará una cosa: años de excitante y burbujeante investigación; florecimiento de ideas extravagantes o no para explicar lo que veamos que sucede; teorías preciosas (matemáticamente), otras raras, y otras simplemente extravagantes.

Y ahora quizá os preguntéis: ¿por qué habla en futuro y no en futuro condicional? Bueno, probablemente me esté tirando pronto a la piscina, pero los equipos encargados de los detectores del LHC (ATLAS y CMS) han sacado esta nota de prensa, donde excluyen, con una probabilidad del 95%, el Higgs de ese rango que parece necesario. Es decir, parece que no hay Higgs en ese intervalo, lo que significa que el modelo más sencillo (y más “aburrido“) de bosón de Higgs resultaría erróneo. Por lo tanto puede que aparezcan confirmaciones para otros modelos más “molones” como el modelo supersimétrico, el duplete de Higgs, o cualquier otra cosa de la que ni he oído hablar. Si tenemos suerte, hasta habrá nueva física detrás, nuevas preguntas apasionantes para responder y descubrimientos que, mientras nos darán respuesta a interrogantes que teníamos de hace tiempo, abrirán, posiblemente, otra gran gama de cuestiones o problemas sin solución para que nos devanemos los sesos desentrañando sus secretos.

Parte del cacharro llamado LHC, durante su montaje.

Parte del cacharro llamado LHC, durante su montaje. Crédito: ¿CERN?

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Para leer más sobre todo esto, ya que no me he metido en la física en sí, os dejo algunos enlaces:

  •  PDF introductorio sobre las teorías cuánticas de campos, qué son y porqué hacen falta: aquí
  • Introducción histórica al modelo estándar, también en PDF: aquí
  • Más sobre el modelo estándar en SoloCiencia: acá
  • Sobre el bosón de Higgs y las estrategias que se idearon para detectarlo, del Imperial College de Londres: acuyá
Créditos:

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  1. 26 agosto, 2011 a las 22:36

    Yo entendí hasta Movimiento Rectilineo Uniformemente Variado. XD

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  2. 27 agosto, 2011 a las 0:49

    Sólo un comentario: si hay algo más “fumado”, apasionante y estremecedor que la evolución (Mayr y su combo), es la física de partículas. 😀
    Felicitaciones, mi cerebro no aguantaría tanto voltaje 😀

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  3. Kenshin
    27 agosto, 2011 a las 4:22

    Parece que Hawkings va a ganar sus 100 dolares… deberia haber apostado mas…

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  4. Kenshin
    27 agosto, 2011 a las 4:25

    (Para los que no saben de que hablo me referia a esto http://www.abc.es/20080910/nacional-sociedad/stephen-hawking-apuesta-nuevo-20080910.html )

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  5. Carlos
    27 agosto, 2011 a las 16:36

    Changos…seria como iniciar de cero….que esperamos? jajaja

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  6. 27 agosto, 2011 a las 17:07

    Conocía la apuesta que hizo con Thorne, pero no sabía de esta última. Desde luego, le sabrán muy jugosos sus 100 dólares, ya que además, tendrá trabajo por delante si se confirma del todo que no existe el Higgs tal y como se pensaba.

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  7. 27 agosto, 2011 a las 17:24

    Pues aunque mi inglés no es el mejor del mundo, he leído la nota de prensa a la que haces referencia, y me temo que lo has entendido mal. Dice:
    “ATLAS and CMS have excluded the existence of a Higgs over most of the mass region 145 to 466 GeV with 95 percent certainty.”
    Es decir: “ATLAS y CMS han excluido la existencia de Higgs en la mayor parte de la región que va desde 145 hasta 466 GeV con un 95% de seguridad”. De la región que está por debajo de 145 GeV no se dice nada. Así que lo más probable es que esté por ahí tal y como creen la mayoría de los físicos.
    Un resumen de que que se dijo en la conferencia a la que pertenece dicha nota de prensa aquí:
    http://francisthemulenews.wordpress.com/2011/08/22/nuevo-limite-de-exclusion-para-la-masa-del-boson-de-higgs-en-atlas-del-lhc-con-10-23-fb-de-colisiones/ – para quien sea capaz de entenderlo, que yo no 😉

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  8. jjuaon
    27 agosto, 2011 a las 21:22

    Con lo apasionante que es el proceso de compresión de la realidad que nos rodea, no entiendo porque algunos se conforman con las simples explicaciones de su sacerdote de turno.
    Por cierto, muchas gracias por el artículo.

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  9. 27 agosto, 2011 a las 23:31

    No, nadie se muere en la vispera, todo viene por añadidura. si no se encuentra el Higgs se encontrarà otra cosa y la fìsica no se acabarà por eso, acaso no recuerdan ustedes, el estudio de “el eter”, èste fue el estudio màs fallido que ha tenido la humanida y sin embargo sirviò para muchas cosas, el Modelo Estandard seguirà siendo eso mismo, con nuevos ajustes y todo y asì por el estilo. Este artìculo està muy bien pensado.

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  10. anonymoso
    28 agosto, 2011 a las 10:53

    Teorías extravagantes no, gracias.

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  11. 28 agosto, 2011 a las 11:00

    @anonymoso:
    Sí hombre. Las teorías extravagantes permiten que se escriban muchas novelas de ciencia ficción, así que tampoco está tan mal XD

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  12. 30 agosto, 2011 a las 0:49

    icvavicvav :
    Pues aunque mi inglés no es el mejor del mundo, he leído la nota de prensa a la que haces referencia, y me temo que lo has entendido mal. Dice:
    “ATLAS and CMS have excluded the existence of a Higgs over most of the mass region 145 to 466 GeV with 95 percent certainty.”
    Es decir: “ATLAS y CMS han excluido la existencia de Higgs en la mayor parte de la región que va desde 145 hasta 466 GeV con un 95% de seguridad”. De la región que está por debajo de 145 GeV no se dice nada. Así que lo más probable es que esté por ahí tal y como creen la mayoría de los físicos.
    Un resumen de que que se dijo en la conferencia a la que pertenece dicha nota de prensa aquí:
    http://francisthemulenews.wordpress.com/2011/08/22/nuevo-limite-de-exclusion-para-la-masa-del-boson-de-higgs-en-atlas-del-lhc-con-10-23-fb-de-colisiones/ – para quien sea capaz de entenderlo, que yo no

    Lo conprobaré, pero parece ser que el Fermilab ya había descartado la existencia del Higgs por debajo de esas energías. Aunque es verdad que vieron algunos eventos que podrían indicar que está allí, creo que no es el caso, porque finalmente se había descartado. Aún así, en cuanto tenga tiempo, lo confirmo. Saludos!

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  13. azthor
    31 agosto, 2011 a las 18:45

    Creo que somos muchos y no pocos los que queremos que nuestros compañeros del CERN no encuentren nada de nada. No es por mandarles malas vibras (disculparan la magufada), pero las crisis científicas por lo general son una época de creatividad increible.

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  14. 3 septiembre, 2011 a las 20:13

    Tal como comentaba icvavicvav, aún es posible la existencia de un Higgs en el intervalo de 115-145 GeV, así que como bien dije, me lancé a la piscina pronto XD Os dejo el enlace de Francis (th)E mule donde se comenta

    http://francisthemulenews.wordpress.com/2011/09/01/nueva-combinacion-no-oficial-de-philip-gibbs-para-la-busqueda-del-boson-de-higgs/

    Seguiré ojeando sobre el tema, y os recomiendo hacerlo, sobre todo en este blog que he enlazado. Un saludo!

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  15. 3 septiembre, 2011 a las 20:15

    Se me olvidaba: aún existiendo el Higgs, al estar en ese rango de energías, podría no ser el bosón predicho por el modelo estándar “básico”, ya que no podría ser observado en las desintegraciones en las que parece que se encontraría (según datos experimentales preliminares). La noticia no era muy nueva (fallo mío), pero os dejo el enlace:

    http://francisthemulenews.wordpress.com/2011/04/21/el-rumor-de-la-semana-atlas-podria-haber-observado-el-boson-de-higgs-a-4-sigma/

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  16. 18 septiembre, 2011 a las 18:36

    Bueno: última correción. Francis, de Francis Th (e)mule me comentó que había debido leer mal el artículo. Así fue. Así que añado aquí la actualización que ya he puesto en mi blog:

    Actualización: gracias a mi capacidad para leer rápido y mal, entendí al revés la noticia del CERN. Efectivamente, como comenta Francis más abajo, lo que dice la nota es que se descarta al 95% la existencia del Higgs por encima de los 145 GeV. Es decir, que el intervalo que tiene más probabilidad de contener el Higgs, es precisamente el que se supone que lo contiene: entre 114 y 145 GeV. Prometo leer mejor las notas del CERN en futuras ocasiones :S

    Perdón a los lectores por no haber hecho bien mi “trabajo”, que era leer correctamente. Supongo que la emoción de pensar que habría física nueva, se impuso a lo que leía y lo interpreté como quería, en vez de como debía. Un saludo a todos!

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