EL BOSÓ DE HIGGS
És una partícula elemental i indivisible hipotètica, i que té una massa.
Partícula elemental: en física, és qualsevol de les unitats bàsiques constituents de la matèria. Indivisible: partícula simple, sense subdivisió.
Hipotètica: és l’única partícula que no ha estat observada fins al moment, però ocupa un rol important en l'explicació de l'origen de la massa d’altres partícules elementals.
Segons la teoria acceptada actualment, el Model Estàndard de Física de Partícules tindríem:
1. Partícules de matèria
- Leptons: electró, muó, tauó, i neutrins
- Quarks: 6 tipusà sabors: u, d, s, c, t, b
2. Partícules mediadores o interventores de força: fotó, gluó, bosons W i Z, gravitó
3. Partícula de massa: bosó de Higgs
La composició d’aquestes partícules subatòmiques formarien els protons, neutrons, mesons, etc.
La matèria està feta de molècules, i les molècules d’àtoms, que s’organitzen com un núvol d’electrons (100 milionèsimes vegades més petit que un centímetre), que rodegen un nucli ple de neutrons i protons. I totes elles amb les seves masses. Fins aquí tot és clar; però el problema sorgeix en entendre per què les partícules elementals tenen les masses que tenen. Aquí és on apareix el bosó de Higgs: partícula teòricament responsable del valor de la massa a l’Univers.
Peter Higgs (Fig.1), François Englert i Robert Brout l’any 1964 van suposar que tot l’univers està ocupat per un camp semblant a l’electromagnètic: el CAMP DE HIGGS. Un camp quàntic, on la interacció amb les partícules les hi faria adquirir massa. Quan una partícula travessa el camp de Higgs rep per part d'aquest una resistència que, depenent de com sigui, determinarà quina massa tindrà aquesta partícula.
Fig.1
Molts models predeien que el bosó de Higgs tindria un valor només lleugerament per sobre dels actuals límits experimentals, a uns 120 GeV o menys, i un valor mínim de 114,4 GeV (amb el 95% de confiança). Si la massa d'aquest bosó es troba entre 115 i 180 gigaelectrons (GeV), llavors el model estàndard pot ser vàlid a totes les escales energètiques. En cas contrari, el model estàndard es torna inconsistent. Moltes teories estan a l'expectativa d'una nova física més enllà del model estàndard que podria sorgir a escales de TeV (tetraelectrons volt).
Un electró volt (eV) o electronvolt és una unitat d’energia. Mesura la quantitat d’energia que adquireix un electró lliure quan travessa un camp electrostàtic amb una diferència d’1 volt de potencial.
Com que l'electró volt és una quantitat molt petita, sovint s'utilitzen els seus múltiples que són:
- El quiloelectró volt: 1 keV = 103 eV
- El megaelectró volt: 1 MeV = 106 eV
- El gigaelectró volt: 1 GeV = 109 eV
- El teraelectró volt: 1 TeV = 1012 eV
La setmana passada, els científics van acotar un rang per a la partícula de Higgs (Fig. 2) entre 116 i 130 GeV. Afinat fins a uns 124 GeV (segons el portaveu de CMS) i 125 GeV (segons el portaveu d’Atlas); tot i que el marge d’error estadístic és encara alt.
Fig.2
La dificultat per trobar el bosó resideix en què té un temps de vida molt curt, i ràpidament decau en altre tipus de partícules. De fet, els investigadors persegueixen aquestes altres partícules, més que la “partícula de Déu” en sí mateixa.
Els investigadors no han publicat resultats ni han escrit cap article científic, i s’haurà d’esperar fins al 2012.
ACCELERADOR DE PARTÍCULES: LHC. OBSERVADORS ALTLAS i CMS.
Tots aquests estudis es realitzen en un LHC o Gran Col·lisionador d’Hadrons. Que no és més que un accelerador de partícules construït per la CERN (Organització Europea per a la Recerca Nuclear), l’any 2008.
Un accelerador de partícules és un aparell que utilitza camps electromagnètics per accelerar partícules subatòmiques amb càrrega elèctrica fins a velocitats molt properes a la de la llum.
El LHC (Fig.3) està en un túnel de 27 km de circumferència, soterrat a 150-175 m, entre les fronteres de França i Suïssa, a Ginebra.
Fig.3
Dins seu, feixos de protons i de nuclis són accelerats reproduint condicions properes als instants primerencs de l’Univers, el Big Bang. Estudiant així l’origen de la matèria i posant a prova el model estàndard de física de partícules.
La informació és detectada per 4 aparells: ATLAS (Fig.4.1), CMS (Fig.4.2), ALICE i LHCb. On destaquen els 2 primers.
Fig.4.1
Fig.4.2
Aquest tema ha estat sempre molt famós i controvertit des de que la teoria es va proposar l’any 64. A part, se’l va començar a conèixer com a PARTÍCULA DE DÉU o PARTÍCULA DIVINA arrel d’un llibre de divulgació científica del mateix nom, escrit pel físic Leon Lederman (guardonat amb el Nobel l’any 1988, pels seus estudis amb els neutrins).
PEL·LÍCULES I LLIBRES:
- SOLARIS: George Clooney i Natascha McElhone (protagonistes de la pel·lícula) teoritzen que a l’oceà vivent que troben a Solaris (planeta) estaria format per partícules subatòmiques per un camp de Higgs.
- ÀNGELS i DIMONIS: llibre de Dan Brown. Cada cop que es refereixen a la partícula de Déu, ho fan basant-se en el bosó de Higgs.
- RECORDS DEL DEMÀ: escrit per Robert Sawyer al 1999. Dos científics creen una catàstrofe mundial mentre tracten de trobar el bosó de Higgs.
L’APUNT
Un estudi a nivell internacional amb dades sobre l’ensenyament de les matemàtiques destaca que aquestes no tenen sexe. És a dir, no s’ha demostrat amb base científica que les dones tinguin una menor predisposició que el sexe masculí a obtenir grans èxits en les matemàtiques, degut a una diferència biològica. Com proposaven uns estudis de 2005 recolzats per Lawrence Summers, llavors rector de la Universitat de Harvard.
Amb les dades internacionals s’ha relacionat la major presència masculina en els èxits matemàtics a la cultura, i no pas als factors fisiològics. Així mateix s’han fet comparacions en funció de la renda, l’educació, la salut i la participació política en 86 països diferents.
Recull a: 'Proceedings of National Academy of Science'.
