Francis (th)E mule Science’s News: Si imaginas el electrón como una pequeña bolita, por qué no imaginas igual al bosón de Higgs

Francis (th)E mule Science’s News
La Ciencia de la Mula Francis. Relatos breves sobre Ciencia, Tecnología y sobre la Vida Misma
Si imaginas el electrón como una pequeña bolita, por qué no imaginas igual al bosón de Higgs Aug 17th 2012, 08:11

Me resulta realmente curioso que mucha gente imagine el electrón como una pequeña bolita cargada que gira sobre sí misma, pero que se imagine el bosón de Higgs como una “cosita” alargada, como un pequeño diagrama de Feynman. El bosón de Higgs es un partícula puntual, como lo es el electrón. ¿Por qué no se imagina la gente el bosón de Higgs como una pequeña bolita? No tengo ni idea, pero obviamente, ni el electrón es una bolita pequeña cuyo radio tiende a cero hasta hacerse puntual, ni el bosón de Higgs lo es. Permíteme un pequeño comentario al respecto.

Lo primero, qué es un electrón. No, no es una bolita pequeñita y cargada que gira sobre sí misma. Ni siquiera en el límite de radio tendiendo a cero. 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 (en ciertas circunstancias pueden convertirse en partículas, pero no son partículas). 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? Mucha gente rehuye de esta imagen, 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 densidad de masa-energía total 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 o se imagina qué es un electrón, debe también entender o intuir o imaginarse 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 aún más.

Archivado en: Ciencia, Física, Noticia CPAN, Physics, Science Tagged: Bosón de Higgs, Ciencia, Curiosidades, Física, Partículas elementales
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