[Canal Científico Qitan]Seis grandes impactos del descubrimiento del bosón de Higgs: el universo podría destruirse dentro de miles de millones de años

Noticias de Beijing, 22 de marzo. Según informes de medios extranjeros, los físicos anunciaron el jueves pasado (14 de marzo) que habían encontrado pruebas sólidas de la existencia del llamado "bosón de Higgs", también conocido como la "partícula de Dios". Durante mucho tiempo, los científicos han estado buscando rastros de esta enigmática partícula, y si finalmente se confirma su existencia, tendrá un gran impacto. Esta es la simulación de la trayectoria de partículas obtenida por el detector ATLAS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares. El bosón de Higgs se genera cuando dos protones colisionan a un nivel de energía extremadamente alto de 14 TeV, y luego se desintegra rápidamente en 4 muones, un tipo de electrón de gran masa que no es absorbido por los dispositivos de detección. El modelo estándar es la teoría básica de la física de partículas; sin embargo, todas las partículas que predice ya han sido descubiertas, excepto el bosón de Higgs, que ha permanecido sin señales. Aprovechando el LHC, situado en la frontera entre Francia y Suiza, los científicos hacen que los protones colisionen a la velocidad de la luz en un anillo de 27 kilómetros para llevar a cabo los experimentos. Los físicos indican que, una vez confirmado el bosón de Higgs, generará al menos seis impactos significativos: 1. Revelar el origen de la masa ¿Cómo se obtiene la masa de los objetos? Esta pregunta ha desconcertado a la comunidad física durante mucho tiempo, y se cree que el bosón de Higgs está relacionado con el origen de la masa de todos los objetos en el universo. El bosón de Higgs está asociado a un campo, llamado campo de Higgs, que, según la teoría, llena todo el universo. Cuando otras partículas en el universo interactúan con este campo, adquieren la propiedad de la masa. Esto es similar a nadar en una piscina: todos se mojan, y en este caso, ser mojado es como que los objetos adquieren masa. Joao Guimaraes da Costa, físico de la Universidad de Harvard, comentó: "El mecanismo del bosón de Higgs nos permite entender cómo y de qué manera las partículas adquieren masa". Guimaraes da Costa es el coordinador del modelo estándar del detector ATLAS del LHC cuando se anunció el año pasado el descubrimiento potencial del bosón de Higgs en el CERN. Dijo: "Sin este mecanismo, todos los objetos perderían su masa". Confirmar que la partícula descubierta es efectivamente el bosón de Higgs probará que nuestra concepción de cómo las partículas adquieren masa es correcta.La profesora de física del Instituto de Tecnología de California, Maria Spiropulu, declaró: “Este descubrimiento respalda desde el nivel cuántico nuestra visión sobre el origen de la masa, que es precisamente el objetivo por el que construimos el Gran Colisionador de Hadrones. Es un logro sin precedentes.” Más adelante, esto proporcionará pistas para resolver una cuestión más profunda: ¿por qué estas partículas tienen este valor de masa? ¿Cómo se determina este valor? Al respecto, la física de la Universidad de Harvard, Lisa Randall, señaló: “Esta es una cuestión mucho más grande. Confirmar que efectivamente se trata del bosón de Higgs es solo el primer paso de todo el proceso; después podemos avanzar más, y ambos están interrelacionados.”

2. Completar el modelo estándar
El modelo estándar es la piedra angular de la física de partículas contemporánea; describe todas las partículas en el universo. Todas las partículas predichas por el modelo estándar han sido encontradas previamente, excepto el bosón de Higgs. Al anunciarse los resultados preliminares el año pasado, Jonas Strandberg, científico del equipo del experimento ATLAS del CERN, indicó: “Este es el eslabón que faltaba en el modelo estándar; por lo tanto, si este descubrimiento se confirma de manera definitiva, probará finalmente que nuestro conocimiento actual es correcto.”
Hasta ahora, la partícula, que se sospecha que es el bosón de Higgs, parece coincidir con las propiedades predichas por el modelo estándar. Pero aun así, el modelo estándar en sí no es completo: por ejemplo, no incluye la gravedad ni considera la materia oscura, que se estima constituye aproximadamente el 98% del total de la materia del universo.
Patty McBride, física del Centro CMS del Laboratorio Nacional Fermi en EE. UU., declaró el jueves pasado: “Incluso si hay evidencia clara de que la partícula recién descubierta es de hecho el bosón de Higgs predicho por el modelo estándar, nuestro conocimiento del universo sigue siendo limitado.” Añadió: “Todavía no podemos entender por qué la gravedad es tan débil, y tenemos que enfrentar la existencia de la enorme materia oscura. No obstante, para esta teoría clásica que tiene 48 años, dar el primer paso hacia su perfeccionamiento sigue siendo motivo de alegría.”

3. Interacción electrodébil
Confirmar el bosón de Higgs también tendrá un impacto significativo en la construcción de la interacción electrodébil.Esta función es una descripción unificada de la interacción electromagnética y la interacción débil, ambas siendo tipos de fuerzas fundamentales en la naturaleza. La interacción electromagnética describe la interacción entre partículas cargadas, mientras que la interacción débil describe el proceso de desintegración radiactiva.\ Todas las fuerzas en la naturaleza están relacionadas con algún tipo de partícula. Por ejemplo, la partícula asociada a la fuerza electromagnética es el fotón, una partícula especial sin masa. La fuerza de interacción débil está relacionada con los bosones denominados W y Z, ambas partículas poseen una masa muy elevada. Se considera que la fuente de la masa de todas estas partículas se debe a la acción del bosón de Higgs.\ Slansberg del CERN indicó: “Si se introduce el concepto del campo de Higgs, entonces los bosones W y Z se mezclarán con este campo, y en este proceso adquirirán masa.” Dijo: “Esto explica por qué los bosones W y Z tienen masa y unifica la interacción electromagnética y la interacción débil en lo que se conoce como interacción electrodébil.”\ 4. Teoría de la supersimetría\ La teoría de la supersimetría también se verá afectada por el descubrimiento del bosón de Higgs. Esta teoría postula que cada partícula conocida tiene una “partícula compañera supersimétrica”, la cual posee propiedades ligeramente diferentes. La teoría de la supersimetría es muy atractiva porque puede unificar otras fuerzas fundamentales de la naturaleza, e incluso tiene la esperanza de revelar la composición de la materia oscura. Sin embargo, hasta ahora las perspectivas de esta teoría son limitadas, ya que los científicos solo han encontrado partículas muy similares al bosón de Higgs predicho por el modelo estándar, pero no han hallado ninguna pista relacionada con partículas supersimétricas.\ 5. Gran Colisionador de Hadrones\ El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es el acelerador de partículas más grande del mundo. Este dispositivo, que ha costado alrededor de 10.000 millones de dólares, pertenece al Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN), y su objetivo es crear la instalación de acelerador de partículas más potente del planeta. Entre sus metas más prioritarias se encuentra la búsqueda del bosón de Higgs. Los resultados recientemente anunciados proporcionan una fuerte evidencia que respalda los resultados previos del LHC, y son la mejor prueba de los abundantes logros alcanzados por los físicos que han trabajado incansablemente en este lugar para lograr este objetivo.En una declaración el año pasado, Spiro Pru dijo: “Este hallazgo respalda a nivel cuántico nuestra visión sobre el origen de la masa, que precisamente es la razón por la que construimos el Gran Colisionador de Hadrones. Es un logro sin precedentes.” Dijo: “Los científicos han esperado toda una generación para este momento. Físicos de partículas, ingenieros y técnicos de universidades e instituciones de investigación de todo el mundo han dedicado décadas de trabajo arduo para alcanzar este logro de hoy. Ahora es el momento de hacer una pausa temporal, reflexionar sobre el significado de este descubrimiento y luego continuar con la recolección y análisis masivo de datos.” \ El bosón de Higgs fue propuesto por primera vez en 1964 por el físico británico Peter Higgs y sus colegas. La segunda parte de su nombre rinde homenaje al destacado físico y matemático indio fallecido Bose, quien junto con Einstein definió el bosón. Los bosones son un tipo de partículas fundamentales, que incluyen principalmente gluones y gravitones, entre otros. Son responsables de transmitir las interacciones entre fermiones, como quarks, electrones y neutrinos. Los fermiones son otro tipo de partículas fundamentales del universo. \ 6. El destino del universo \ La confirmación del bosón de Higgs abrirá una puerta para que los científicos realicen cálculos que antes eran imposibles de realizar. Algunos de estos resultados están relacionados con el destino del universo. Una de las opiniones sostiene que el universo podría destruirse en las próximas decenas de miles de millones de años. \ Al realizar estos cálculos, la masa del propio bosón de Higgs es un parámetro extremadamente crítico, ya que indica el destino futuro del espacio-tiempo. Las mediciones actuales muestran que la masa del bosón de Higgs es aproximadamente 126 veces la del protón, un valor que está casi en un punto crítico, lo que podría permitir que el universo se dirija a la destrucción en las próximas decenas de miles de millones de años. \ Joseph Lykken, físico del Laboratorio Nacional Fermilab de EE. UU., declaró: “Los resultados de los cálculos nos indican que en miles de millones de años el universo podría enfrentarse a un desastre.” Dijo: “Esto podría significar que el universo en el que vivimos tiene una inestabilidad interna, y que dentro de miles de millones de años todo esto se derrumbará.”