Definición de

Bosón de Higgs

El bosón de Higgs es una partícula elemental cuyo nombre rinde homenaje al físico inglés Peter Higgs. Este científico aludió a un posible mecanismo como explicación del surgimiento de la masa de las partículas de este tipo.

Se llama bosón a una partícula fundamental o elemental que establece las interacciones entre los fermiones. Las partículas fundamentales, a su vez, son aquellas que carecen de estructura interna y no se forman con otras más pequeñas.

En el caso específico del bosón de Higgs, se trata de una excitación del llamado campo de Higgs (Higgs field, en inglés). Solamente puede generarse y detectarse haciendo uso de un acelerador de partículas.

Gran Colisionador de Hadrones

La confirmación de las teorías científicas acerca del bosón de Higgs se logró gracias a las pruebas de detección realizadas con el Gran Colisionador de Hadrones.

Si tienes solo unos segundos, lee estos puntos claves:
  • El bosón de Higgs es un concepto de la física de partículas que ayuda a explícar cómo las partículas elementales consiguen su masa.
  • La masa de las partículas se explica mediante su interacción con el campo de Higgs, una distribución de una magnitud en el espacio-tiempo.
  • La existencia del bosón de Higgs fue confirmada en 2012 gracias al Gran Colisionador de Hadrones del CERN.
  • Aunque la existencia de Higgs respalda el modelo estándar, aún quedan preguntas sin respuesta como la existencia de materia oscura y la predominancia de la materia sobre la antimateria.

Entendiendo el concepto de bosón de Higgs

El concepto de bosón de Higgs se emplea en el ámbito de la física de partículas, que es la especialización de la física dedicada al análisis de los componentes esenciales de la materia. Según el modelo estándar, las partículas fundamentales pueden clasificarse como bosones o fermiones según sus características.

Para comprender qué es el bosón de Higgs, primero hay que saber que la masa es una propiedad que dispone la materia, expresada como la resistencia que ejerce un cuerpo a un cambio de movimiento. Para la mecánica clásica, la masa se define según dos postulados centrales de Isaac Newton: la ley de gravitación universal y la segunda ley de Newton. Esto supone que la atracción entre dos cuerpos obedece a una fuerza proporcional a la masa de cada uno de ellos y que la fuerza que se aplica sobre un cuerpo resulta directamente proporcional a la aceleración que registra.

La mecánica cuántica (o física cuántica), al examinar cómo las partículas elementales consiguen su masa, introdujo nuevas ideas. En este ámbito de estudio, se sostiene que las partículas se propagan a modo de ondas y que se manifiestan cuando se mide su posición. La medición de dichos corpúsculos tan diminutos se realiza a través de la unidad conocida como femtómetro.

Otra noción a considerar es la de campo, que en la física refiere a la distribución de una magnitud en el espacio-tiempo. La masa de las partículas fundamentales, en este marco, se explica mediante el campo de Higgs.

El campo de Higgs se encuentra en todos lados, incluyendo el vacío. De acuerdo a la física de partículas, la interacción de las partículas elementales con el bosón de Higgs lleva a que las partículas (bosón incluido) adquieran su masa. Según la fuerza de la interacción de las partículas con el campo de Higgs, el vínculo se establece de distintas maneras y así cada una desarrolla una masa diferente.

Como indicamos líneas arriba, el bosón de Higgs es una excitación del campo físico del mismo nombre. En concreto, el bosón de Higgs es la excitación más pequeña posible del campo de Higgs; de este modo, constituye su cuanto (el valor mínimo que una magnitud pueda adquirir).

Peter Higgs

Además del bosón de Higgs (cuya existencia fue postulada por el científico Peter Higgs), también se ha confirmado la existencia del bosón W y el bosón Z, entre otros.

Su descubrimiento

Las teorizaciones sobre el bosón de Higgs comenzaron en la década de 1960. Fue Peter Higgs quien, al exponer su mecanismo sobre la aparición de la masa, consideró que tenía que existir un partícula relacionada con las vibraciones del campo de lleva su nombre.

La confirmación de sus preceptos recién se logró en 2012 gracias al LHC (Gran Colisionador de Hadrones), un acelerador de partículas que construyó la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) a lo largo de más de una década. Esta máquina gigantesca puede crear una agitación en el campo de Higgs al concentrar una enorme cantidad de energía en un punto minúsculo.

El Gran Colisionador de Hadrones, de esta forma, está en condiciones de generar el choque de hadrones (partículas subatómicas formadas por quarks que se encuentran vinculados por la fuerza nuclear fuerte) a una velocidad cercana a la de la luz. Con esas colisiones se crean nuevas partículas: en algunos casos, entre esas nuevas partículas está el bosón de Higgs.

En 2012, pues, logró confirmarse la creación de bosones de Higgs gracias a los trabajos llevados a cabo con el Gran Colisionador de Hadrones del CERN. La comprobación fue lograda con el experimento ATLAS y el experimento CMS, hechos con dos de los detectores de partículas del dispositivo.

Universos paralelos

Hay científicos que creen que un multiverso permitiría resolver los interrogantes que todavía hay sobre el bosón de Higgs.

Ver también: Hadrón

Más allá del bosón de Higgs

El descubrimiento del bosón de Higgs en 2012 ayudó a corroborar lo señalado por el modelo estándar, el cual -según reconocen los científicos- aún está incompleto. De todos modos, otros experimentos realizados con el Gran Colisionador de Hadrones plantean nuevos interrogantes.

Por un lado, todavía se analiza el posible hallazgo de una nueva partícula. En caso de confirmarse el descubrimiento, el modelo estándar tal como se lo entiende en la actualidad podría quedar bajo cuestionamiento.

Además debe considerarse que, más allá del bosón de Higgs, hay interrogantes sin respuesta. No se sabe, por ejemplo, qué es la materia oscura ni por qué existe más materia que antimateria. Los físicos, en definitiva, todavía tienen un amplio camino por recorrer para entender cuestiones básicas del universo y de las leyes que lo rigen.

Sigue en: Energía oscura

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Cómo citar este artículo Publicado por Julián Pérez Porto, el 2 de febrero de 2024. Bosón de Higgs - Qué es, definición y concepto. Disponible en https://definicion.de/boson-de-higgs/
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