lunes, 14 de octubre de 2013


EL  NOBEL  PARA LA TEORÍA DE LA MASA ATÓMICA

Miguel Angel Herrera Zgaib
Director Grupo Presidencialismo y participación
Proyecto  Transdisciplina  y Pensamiento de Ruptura.


“Realmente nunca hemos sido colaboradores.”. François Englert, Nobel de Física.
“Los físicos celebramos haber corroborado un modelo matemático que describe, de manera exacta, cómo se comporta el mundo subatómico.” Carlos Arturo Ávila, Director Dpto de Física, Uniandes.

                                                                El martes 8 de octubre, fueron premiados los trabajos en física teórica, realizados por separado, por la pareja  Brout- Englert, y  el inglés Peter W. Higgs,  quienes durante el mismo año de 1964 propusieron la existencia de una partícula elemental que en su interacción hacía posible explicar la masa de la famosa ecuación de la relatividad. Otro fruto de la genial combinación de la imaginación y la razón, que obtiene su prueba fehaciente medio siglo después.

En el anecdotario que circula desde el año pasado, entre los lectores del prensa del mundo, después de hecha la primera prueba de la existencia de la partícula llamada  “bosón de Higgs”, en el acelerador de particular de la Cern, en Ginebra (Suiza), lo que imaginó el joven  nacido en Newcastle, en 1929, cuando deambulaba por los montes de Cairngorms (Escocia), ya no se discute. Por eso,  Peter y François, fueron premiados, y pudieron serlo cuatro personas más, entre ellos Robert Brout, quien falleció antes.

A contrario de lo que pudiera pensarse, Higgs, un estudiante brillante desde el comienzo, según sus biógrafos, no estuvo interesado en la física. Hasta que conoció de los trabajos del físico francés, Paul Dirac, el mismo acreedor al Nobel, y dedicado al estudio de la teoría de la relatividad. Entonces Peter se orientó al estudio de preguntas no respondidas, en su formación superior en el King´s  College en Londres, aunque su padre había sido ingeniero de sonido que trabajara para la BBC.

Luego, Peter se hizo profesor en la prestigiosa universidad de Edimburgo, pero no convencía. El artículo en que planteó que debían existir las partículas que explicaran la existencia de la masa lo rechazó la revista especializada Physics Letters, pero, luego lo publicó Physical Review Letters. En ese escrito no solo se postulaba la existencia del bosón sino que se sugería el modo de comprobarlo experimentalmente.

El bosón y la genealogía del universo

“…dice que su nombre se ha aplicado a algo que es realmente el resultado del trabajo de muchas personas.” Iam Sample, A la caza de la partícula de Dios.

                                                                Para explicar qué es el bosón se tiene que partir de una teoría que nos lleva hasta los griegos, quienes hablaron de átomos como constituyentes últimos del universo. Estos eran, en últimas, definidos como elementos indivisibles. Afectados por una suerte de determinismo, según Demócrito, y de ese modo, una causalidad extendida hasta el infinito. O no, tal y como lo postuló Epicuro, rompiendo la cadena determinista interminable, proponiendo el fenómeno de la desviación atómica, del viaje no necesario de los átomos, la famosa la expresión clínamen, que recuperó mucho después otro poeta y filósofo latino, Tito Lucrecio Caro en su famoso poema, De Rerum Natura, dedicado a la naturaleza.

Esta teoría, porque Epicuro ni Lucrecio no pudieron en su tiempo hacer una demostración de lo que afirmaban, contrarrestaba la fórmula de Aristóteles, que había cerraba el círculo interminable abierto por Demócrito, acudiendo a la fórmula de un primer motor inmóvil como la causa de todo lo existente; una especie de dios naturalizado, que sirvió después a la causa de muchas religiones, rivales todas de la democracia y de la libertad de pensamiento.  Hasta que las observaciones astronómicas pusieron en cuestión tanto la centralidad de la tierra como la del hombre.

Después de Demócrito, Epicuro y Lucrecio se sigue hablando de partículas como  las componentes elementales de la materia, teorizando primero su existencia y luego descubriéndola a través de complejos sistemas de experimentación que involucran a miles de personas. Al realizarlos se cumplen las exigencia de toda ciencia moderna, es decir, cumplir con la tarea de experimentar, observar lo que se dice, por la vía de su comprobación experimental. Haciendo a un lado la labor intelectual de pura contemplación.

Así volvió a ocurrir hace un año, con el hallazgo del bosón de Higgs, prueba en la cual contribuyó una inteligencia colectiva, un “general intellect”, diría Marx, compuesto por algo más de 3.300 físicos e ingenieros, procedentes de 193 institutos de 40 países, quienes construyeron, manejaron y repararon el acelerador de partículas del CERN, donde el bosón fue descubierto, fotografiado después de producir colisiones de protones que chocan en este túnel de varios kilómetros a la velocidad de la luz.

Un antecedente importante

                                                              La observación estadística del bosón de Higgs,    no ocurrió del mismo modo con la prueba de existencia de la luz,  su doble carácter de partícula y onda, aunque la prueba requirió de una expedición a cargo de Arthur Eddington, que involucró a un equipo especializado que hizo las pruebas requeridas e instaló los instrumentos requeridos en las Islas Príncipe, cerca de Africa, donde observó el eclipse solar  de 29 de mayo de 1919.

Desde allí, Eddington y su equipo científico-técnico fotografió estrellas alrededor del sol, probando su desplazamiento, porque su luz era afectada por su campo gravitatorio. Las observaciones de Eddington fueron después cuestionadas por parcializadas; sin embargo diversos experimentos posteriores probaron su aserto; en efecto, hay desplazamientos de la luz  estelar al pasar en la vecindad del sol.

También es importante tener claro, según el español Pablo García Abia, del CIEMAT, que de modo general nosotros asociamos masa con inercia; y que los objetos macroscópicos que observamos cotidianamente  están constituidos de moléculas, y estas son conjuntos de átomos que interaccionan conforme a su carga eléctrica.

De lo anterior, uno podría concluir, que la masa resulta de la sumatoria de todas esas partículas diminutas. En tanto lo son, tales partículas elementales experimentan inercias diferentes unas de otras, por lo cual sus masas presentarán una diferente magnitud.

De los supuestos anteriores se deriva la hipótesis que se le ocurrió a Higgs en su paseo por las tierras de Escocia, que existiría un campo con el que interaccionan las partículas elementales,  y según sea la interacción de estas con el campo mayor será su masa. De manera singular, se observa que hay una partícula, el fotón (la partícula de luz) que no lo hacen, lo que le permite viajar a la velocidad de la luz.

De otra parte, anota el físico García Abia, el bosón de Higgs es indetectable, a no ser que este campo sea agitado con la fuerza suficiente, para observar sus perturbaciones, que son lo que los astrofísicos y físico teóricos llaman bosones.

¿Qué es el bosón, y cómo se relaciona con la explicación del universo?

(Englert y Higgs)…encontraron una explicación  teórica de cómo las partículas elementales que componen toda la materia del universo adquieren masa.” Carlos A. Ávila,  director de Física, Universidad de los Andes.

                                                         Para dar cuenta de qué es el bosón es necesario tener claro que es el campo de Higgs que algunos representan como una gelatina que abarca todo el universo, y con él  interactúan todas las partículas que conocemos.

Según el físico teórico, Álvaro de Rújula, el campo de Higgs existe en el vacío del bosón, entendiendo por vacío el estado de mínima energía. Este vacío está lleno de una sustancia cuyas vibraciones son los bosones de Higgs. De lo dicho, se deriva, según de Rújula, que “la interacción del vacío –que no lo está- con el resto de partículas hace que estas tengan masas diferentes.”

De otra parte es importante saber que el bosón no se puede detectar directamente, pero en el acelerador de partículas del CERN, y en otros aceleradores existentes, a través de los detectores Atlas y CMS,  aptos para registrar las trayectorias y energías de las partículas que resultan de la colisión de protones, que lo hacen a un ritmo de 20 millones de veces por segundo, supone advertir la existencia de una partícula que tiene 125 Ge V (esto es, 133 veces la masa del protón). Esta partícula es el denominado bosón de Higgs.

Definido de una manera más precisa, “el bosón constituye el cuanto del campo de Higgs- la más pequeña excitación posible de este campo al que ya nos referimos-. No posee espín (0),  carga eléctrica o color, es muy inestable y se desintegra en un un zeptosegundo.” (citado de Wikipedia)

Estas observaciones que le dan el premio a dos estudiosos de la física el pasado 8 de octubre ocurrieron, primero, el 4 de julio de 2012, a las que fueron invitados tanto Higgs como Englert, y el pasado 14 de marzo de 2013, luego de reparaciones y ajustes hechos al acelerador de hadrones del CERN. De lo observado se desprende que la “nueva” partícula se ve cada vez más como el bosón pronosticado en los escritos teóricos de 1964.

En el experimento repetido este año queda claro que el bosón interacciona con las partículas W y Z, que tienen masa como él, y no lo hace en cambio con el fotón y los gluones que no la tienen. Además, el bosón de Higgs es, además, su propia antipartícula.

Tomando en cuenta el modelo estándar construido por los físicos teóricos, este no predice, ni predijo la masa del bosón, que se mide experimentalmente, y tiene como se ha dicho una masa aproximada entre 125-126 GeV/ C2. Y su vida media alcanzaría a una parte en diez mil trillones de un segundo.


Esta es la llamada “partícula de dios”, que es como la bautizó el escritor León Lederman, y de quien tomó la expresión el novelista Dan Brown para citarla en “Angeles y demonios”.  El bosón ya era famoso también en la película Solaris (1972), del director ruso Andrei Tarkovsky, basada en lo novela homónima de Stanislaw Lem; en el libro de ciencia ficción  “Recuerdos del futuro” escrito por Robert J. Sawyer (1999).  En España, en la serie televisiva El Barco, de alta audiencia, el inicio del LHC, el acelerador de partículas de Ginebra, LHC, produjo el hundimiento de los continentes. Hoy sabemos que no ocurrió así, y tenemos una definición de masa que es relacional, con la cual casi que se completa el gran fresco del universo.

1 comentario:

  1. Hubo un error en la indicación del CERN, que ya fue corregida. Gracias.

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