jueves, 5 de julio de 2012

El Astrolabio 04 de julio de 2012 (Fin de temporada 2011-2012)


- Singularidades extraordinarias de animales ordinarios (XLV): La termita (Javier Mendez).
- Conoce a tus elementos. El Aluminio (Parte II) (Carla Martins)
- El Bosón de Higgs (Bernardo Herradón)
- Año internacional de la cristalografía (Bernardo Herradón)
- Transgénicos seguros y para todos (JAL).
- Sedentarismo y fibromialgia (JAL).
- Virus reprogramador de mosquitos (JAL).

Un programa realizado en Radio Utopía dirigido y presentado por Juan José Ávila

miércoles, 4 de julio de 2012

Descubierta una partícula que podría ser el Bosón de Higgs


Esta mañana, en la Conferencia Internacional de Física de Altas Energías, se han presentado los últimos resultados obtenidos en los experimentos ATLAS y CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) durante el 2012. El director del CERN, Rolf Heuer, ha afirmado que "hoy es un día muy especial en todos los sentidos".

ATLAS, uno de los dos experimentos del CERN que busca el Bosón de Higgs "ha confirmado la observación de una nueva partícula a un nivel de 5 sigmas, lo que implica que la probabilidad de error es de una entre tres millones”.

Los datos del CERN no son todavía concluyentes como para poder decir que han encontrado la “partícula de Dios”, pero están realmente cerca. "Hemos encontrado un nuevo bosón con una masa de 125,3 +- 0,6 GeV, con un grado de consistencia de 4,9 sigma. Estamos de acuerdo con el modelo estándar en un 95%, pero necesitamos más datos", explicó el portavoz del experimento CMS, Joe Incandela. "Los resultados son preliminares, pero la señal de 5 sigma alrededor de 125 GeV que estamos viendo es dramática. Es realmente una nueva partícula. Sabemos que debe ser un bosón y es el bosón más pesado jamás encontrado". Para Incandela, "las implicaciones son muy significativas y es precisamente por esta razón por lo que es preciso ser extremadamente diligentes en todos los estudios y comprobaciones".

La cantidad de sigmas mide la improbabilidad de obtener un resultado experimental por azar en lugar de provenir de un efecto real. Por ejemplo, en el lanzamiento de una moneda al aire, 3 sigmas representarían una desviación de la media equivalente a obtener 8 caras en 8 lanzamientos seguidos, y 5 sigmas a obtener 20 caras en 20 lanzamientos.

Si la consistencia es superior a 5 sigmas, la probabilidad es mayor a 99.99994%. Éste el valor que los físicos exigen para considerar un resultado como realmente importante. La probabilidad de que la señal observada sea ruido estadístico es sólo 0.00006%, por lo tanto cualquier resultado con una significancia mayor a 5 sigmas es motivo de celebración. En la literatura científica se usa la expresión “descubrimiento de…” cuando la significancia es igual o mayor a 5 sigmas.


Estamos ante un hecho histórico, el Modelo Elemental de la Física está a punto de completarse, ya que el Bosón de Higgs es el único ingrediente que no se había demostrado experimentalmente. Con los resultados presentados hoy, la existencia del Bosón de Higgs es prácticamente un hecho.

¿Qué es el Bosón de Higgs?

Los físicos han desarrollado una ecuación con muchísimas variables que funciona perfectamente para todo lo que nos proponemos: el llamado Modelo Estándar de la Física. Se considera que existen cuatro fuerzas fundamentales: la de la gravedad, el electromagnetismo, la fuerza nuclear fuerte (que mantiene unido el interior del núcleo de los átomos) y una cuarta fuerza conocida como fuerza nuclear débil.

A altas energías, la fuerza nuclear débil y el electromagnetismo se comportan igual, pero a bajas energías son muy diferentes. La partícula responsable del electromagnetismo, el fotón, no tiene masa, pero las partículas responsables de la interacción débil, llamadas bosones W y Z, tienen una masa enorme. Es decir, a altas energías se comportan igual que el fotón, como si no tuvieran masa, pero a bajas energías no. Así surgió la pregunta: ¿por qué tienen masa las partículas?

También sabemos que las cosas están hechas de átomos, y que estos átomos están formados por protones y neutrones (núcleo) y electrones (que orbitan alrededor del núcleo). Los electrones son partículas elementales (no se pueden dividir más), pero los protones y los neutrones están formados de unas partículas más pequeñas que se llaman quarks. Hay seis tipos distintos de quarks: up (arriba), down (abajo), charm (encanto), strange (extraño), top (cima) y bottom (fondo).

Pero, ¿por qué un Top Quark pesa 350.000 veces más que un electrón?

En 1964, el físico británico Peter Higgs propuso que existía un campo que era el responsable de darle masa a las cosas. Ese campo (llamado Campo de Higgs) está compuesto de una serie de partículas hipotéticas, los bosones de Higgs. El electrón interactúa muy poquito con ese campo y por eso tiene una masa tan pequeña. El Top Quark interacciona muy fuertemente con el campo y por eso tiene una masa mucho mayor.
El Campo de Higgs es sólo una teoría, y para comprobarla necesitamos encontrar el Bosón de Higgs. Pero no es tan fácil, hay 2 problemas fundamentales:

- Para generar un Bosón de Higgs, se necesita muchísima energía. De hecho, se necesitan intensidades de energía similares a las producidas durante el Big Bang. Por eso se han construido enormes aceleradores de partículas.
- Una vez producido, el Bosón de Higgs se desintegra muy rápidamente. Es más, el Bosón de Higgs desaparece antes de que podamos observarlo. Sólo podemos medir los "residuos" que deja al desintegrarse.

Para que te hagas una idea, la vida media (en reposo) de un  Bosón de Higgs de 125 GeV es de una billonésima de billonésima de segundo. Lo que se hace en el LHC es provocar que muchas partículas choquen entre sí a gran velocidad y ver las huellas que deja tras de sí el bosón. De momento, las pruebas no han sido lo suficientemente precisas para encontrarlo pero sí se le ha ido "acorralando", y estamos ahora más cerca que nunca de probar su existencia.

En este vídeo de YouTube podéis encontrar más información sobre qué es el Bosón de Higgs:


http://www.youtube.com/watch?v=6Olw4gjuyFM