No, no el Higgs, pero este gráfico captura rastros de colisiones protón-protón. (Y oye, se ve genial, también.) Fabrice Coffrini / AFP / Getty Images En julio de 2012, el mundo entero se encontró cara a cara con el bosón de Higgs:un brillante, poca luz que bailaba a través de nuestras pantallas como Tinker Bell. Esperar, eso no está bien.
Mientras los físicos saltaban de alegría al "ver" el bosón de Higgs, esa elusiva partícula que compone el campo de Higgs, que permite que las partículas ganen masa; la verdad es que en realidad vieron un montón de números, gráficos y datos generales que les indicaron que se detectó el bosón de Higgs. E incluso decir que fue "detectado" merece alguna explicación.
Como se informó, los datos recopilados tenían niveles de certeza 5-sigma. Es posible que haya escuchado que "5-sigma" indicaba que había una posibilidad entre 3.5 millones de que el famoso bosón no existiera. Pero no tan rápido. Como ocurre con muchas noticias de física, es más complicado que eso. El nivel de confianza de cinco sigma en realidad significaba que había una posibilidad entre 3,5 millones de que, incluso si no existiera ninguna partícula de Higgs, El personal del CERN habría visto los mismos resultados. En otras palabras, hay una posibilidad entre 3,5 millones de que un experimento para encontrar el Higgs arroje resultados que parezcan confirmarlo, incluso si no existiera tal partícula.
Entonces, si los científicos del CERN (la Organización Europea para la Investigación Nuclear) no esperaran ver algo parecido a un accesorio en una producción teatral de "Peter Pan, "¿Qué estaban buscando? Durante mucho tiempo, Los físicos estaban desconcertados por el hecho de que partículas como los electrones y los quarks tuvieran masa. No estaban avergonzando al cuerpo de los pequeños que forman átomos y moléculas; era solo que sus representaciones matemáticas de un universo simétrico no funcionaban realmente a menos que las partículas no tuvieran masa [fuente:Greene].
Peter Higgs y algunos de sus compañeros físicos tuvieron una idea. En lugar de intentar averiguar cómo se podrían modificar y diseñar todas estas ecuaciones para que funcionen con partículas cargadas de masa, ¿Por qué no mantener las matemáticas y agregar la suposición de que las partículas están operando en un campo que las arrastra? Si ese fuera el caso, podríamos encontrar una sustancia en este "campo" que agregue masa a una partícula al crear resistencia. Imagínese una mosca zumbando por el aire; avanza muy bien hasta que encuentra un fuerte viento en contra. Repentinamente, nuestro veloz, la pequeña mosca se siente bastante pesada. Lo mismo ocurriría con nuestras partículas cuando avanzaran a través del campo de Higgs.
Por supuesto, Los físicos no estaban buscando exactamente una especie de jarabe de arce universal en el que todos habíamos estado nadando sin darnos cuenta. Más bien estaban buscando partículas que pudieran formar un campo de Higgs, y pensaron que su búsqueda podría tener éxito si pudieran recrear las condiciones justo después del Big Bang. En esas condiciones, podemos ver cómo volaban cosas como quarks y leptones y si algo como el bosón de Higgs también fue creado para proporcionar la masa que les permite agruparse en partículas compuestas como protones [fuente:STFC].
El Gran Colisionador de Hadrones es como una pista de NASCAR para enjambres de protones de carreras (y algunos iones pesados, también). Esos protones se desplazan en direcciones opuestas alrededor del círculo de casi 17 millas (27 kilómetros) y chocan entre sí millones de veces por segundo [fuente:Greene]. Cuando chocan las partículas compuestas se esparcen en sus partes más pequeñas:quarks y leptones. La energía que se crea puede permitirnos ver realmente, partículas realmente pesadas creadas en la colisión.
Aquí es donde empezamos a "ver" cosas como el bosón de Higgs. Los detectores del LHC miden la energía y la carga de las partículas producidas por las colisiones de protones. Los detectores no son violetas que se encogen:el más grande en el LHC mide 82 pies (25 metros) de alto y es igualmente ancho. Deben ser así de grandes porque se utilizan imanes gigantes para curvar el camino de las partículas.
Si curvamos el camino de las partículas dentro de un campo magnético, podemos ver cómo reaccionan de manera diferente:algunos con un impulso realmente alto seguirán yendo en línea recta, los que tienen un impulso más bajo se moverán en espiral con fuerza [fuente:CERN]. Así que el impulso es una pieza de información útil que los investigadores y físicos pueden estudiar cuando se preguntan sobre la identidad de una partícula en particular.
Los dispositivos de seguimiento en los detectores son útiles, también. Un dispositivo de rastreo registra las señales electrónicas que las partículas dejan a medida que pasan por el detector. lo que a su vez permite que una computadora haga una representación gráfica de la trayectoria de la partícula.
Los calorímetros dentro de los detectores también ayudan con la identificación. Un calorímetro mide la energía que pierde la partícula después de la colisión, y absorbe las partículas dentro del detector. Los físicos pueden entonces estudiar la radiación emitida por las partículas, lo que les ayuda a determinar algunos identificadores más únicos para partículas específicas [fuente:CERN].
Entonces, ¿cómo es el bosón de Higgs? Bien, Odio decepcionar pero el punto es que no podemos verlo. Es una pequeña partícula hombre. No te vuelvas loco. Lo que vemos en cambio es, bien, gráficos. Y datos. Todos esos datos ruidosos que detallan la trayectoria de las partículas, energía, productos de descomposición y más fueron barridos en los detectores y sintetizados en frío, números duros. Esos números indicaron que se produjo un "exceso de eventos" que indicaron la existencia de Higgs [fuente:CERN].
Ahora no te decepciones demasiado. La buena gente del CERN sabe lo que queremos:bonitas imágenes que muestren una representación del bosón de Higgs. Si desea ver una simulación gráfica de las colisiones, visite el sitio web del CERN para ver algunas representaciones (muy satisfactorias) de cómo "luce" Higgs en acción [fuente:CERN].
Al imaginar el Higgs, Creo que es justo decir que me imagino una gota de jarabe de arce que forma el campo almibarado de Higgs. No es exacto pero me hace pensar mucho en la física de partículas desayunando todos los fines de semana.
