Los científicos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) han descubierto una nueva partícula subatómica en consonancia con el bosón de Higgs, tan buscada.
La confirmación de la partícula que se destacan como uno de los grandes logros científicos del siglo 21 hasta ahora.
Pero, ¿qué es el bosón de Higgs, y por qué los físicos de partículas pasó más de 40 años en busca de ella?
El bosón de Higgs hasta ahora definitivamente no existe más que en las mentes de los físicos teóricos. Hay una teoría sólida de la cantidad del Universo funciona - todas las partículas que componen los átomos y moléculas y toda la materia que vemos, la mayor parte de las fuerzas que los dirigen, y un pequeño zoológico de partículas más exóticas. Esto se conoce como el Modelo Estándar. Sin embargo, hay un hueco evidente en la teoría: no explica cómo es posible que algunas de esas partículas de obtener su masa. El mecanismo de Higgs fue propuesta en 1964 por seis físicos, incluyendo la sede en Edimburgo teórico Peter Higgs , como una explicación para llenar este agujero.
La mejor explicación de bosón de Higgs?
Los científicos de la mejor teoría de por qué las cosas tienen diferentes masas es el "campo de Higgs" - donde la masa se puede considerar como una medida de la resistencia al movimiento. El "campo de Higgs" se muestra aquí como una sala de chat de los físicos entre sí.
Un conocido científico entra en la habitación y hace un poco de revuelo - atraer a sus admiradores con cada paso y una gran interacción con ellos - la firma de autógrafos y deteniéndose para charlar.
A medida que es rodeada por los fans admiran, lo encuentra difícil de moverse a través de la sala - en esta analogía, adquiere masa debido al "campo" de los aficionados, con cada ventilador de actuar como un único bosón de Higgs.
Si un científico menos popular entra en la habitación, sólo un pequeño grupo se reúne, sin que nadie clamando por atención. Le resulta más fácil moverse por la habitación - por analogía, su interacción con los bosones es menor, y por lo que tiene una masa inferior. El profesor Jim Al-Khalili, explica lo que el bosón de Higgs y por qué su descubrimiento es tan importante
La masa es, simplemente, una medida de la cantidad de cosas de un objeto - una partícula, una molécula, o un Yorkshire terrier - contiene. Si no fuera por la masa, todas las partículas fundamentales que componen los átomos y terriers harían genio en torno a la velocidad de la luz, y el Universo como lo conocemos, no podría haber agrupado para arriba en la materia. El mecanismo de Higgs propone que hay un campo que permea el universo - el campo de Higgs - que permite que las partículas obtienen su masa. Las interacciones con el campo-con los bosones de Higgs que vienen de ella - se pretendía dar a las partículas de la masa. Esto no es diferente a un campo de nieve, en la que camina penosamente a través impide el progreso, los zapatos interactuar con las partículas de nieve que se ralentiza.
Irónicamente, el modelo estándar no predice una masa exacta para el propio Higgs. Los aceleradores de partículas, tales como el LHC se utilizan para buscar sistemáticamente la partícula en un intervalo de masas en el que podría ser plausible. El LHC funciona en conjunto por la rotura de dos haces de partículas subatómicas llamadas protones en cerca de velocidad de la luz. Esto genera una gran ducha de partículas que sólo se crean a altas energías. El bosón de Higgs probablemente nunca se observa directamente, pero los científicos del LHC han estado buscando un Higgs que fugazmente existe en esta sopa de partículas. Si se comporta como los investigadores piensan que la voluntad, debe decaer aún más en partículas aún más, dejando un rastro que demuestre su existencia.
No es la primera máquina a la caza de la partícula. La máquina de LEP, que funcionó en el CERN from 1989-2000, descartó el bosón de Higgs hasta una cierta masa, y hasta que se apagó en 2011, la del acelerador Tevatron EE.UU. buscó la partícula por encima de este rango. El lunes, el equipo del Tevatron lanzó su análisis final, lo que tentadoramente apunta a una partícula muy parecida a la que los datos del LHC sugiere.
Los experimentos en el CERN - el Gran Colisionador de Hadrones en el trabajo LHCb
El Large Hadron Collider Belleza (LHCb) detector está diseñado para responder a una pregunta específica: ¿dónde se fue toda la antimateria ir cantidades iguales de materia y su contraparte de antimateria se crearon en el Big Bang. Pero hoy en día no encontramos ninguna evidencia de, por ejemplo, la antimateria las galaxias o estrellas. El LHCb trata de resolver este misterio mediante el estudio de un tipo de partícula llamada "quark belleza".
ATLAS
Uno de los detectores de propósito general que se ha encontrado evidencia de una nueva partícula que coincida con el esquivo bosón de Higgs. Atlas tiene una enorme rosquilla en forma de sistema de imanes, que consiste en ocho de 25 m de largo (82 pies) bobinas superconductoras del imán dispuestas en un cilindro, que pueden colisionar protones que han sido aceleradas a energías fantásticas. Atlas también está buscando las dimensiones extra del espacio, agujeros negros microscópicos, y la evidencia de materia oscura.
ALICE
Mientras que los otros Large Hadron Collider utilizar detectores de haces de protones a hacer su ciencia, ALICE (A Large Ion Collider Experiment) se basa en romper junto con carga eléctrica átomos de plomo. Los científicos están intentando crear un "líquido" estado de la materia llamado plasma de quark-gluón, que existían justo después del Big Bang, cuando el Universo temprano era todavía muy caliente. Luego se estudia el plasma de enfriamiento en la esperanza de descubrir cómo las partículas que nacen.
CMS
El Compact Muon Solenoid (CMS) es un detector de propósito general con que los científicos creen haber encontrado pruebas de una nueva partícula en consonancia con el bosón de Higgs. El detector está construido alrededor de un imán solenoide de enorme - una bobina cilíndrica de cable superconductor que genera un campo magnético campo de alrededor de 100.000 veces más fuerte que la de la Tierra.
Los físicos de partículas son un grupo notoriamente conservadora cuando se trata de decir que han encontrado algo. Si usted lanza una moneda 10 veces y obtener ocho cabezas, se podría pensar que la moneda está de alguna manera "cargado". Pero sólo después de que cientos de saltos se puede decir lo mismo con el tipo de certeza que la física requiere de un formal "descubrimiento".
El primer obstáculo es clavar definitivamente por la masa de la partícula - a aparecer como una especie de "golpe" en los datos - y la parte que parece ser a la vuelta de la esquina. ¿Qué sigue ahora es asegurarse de que se comporta como la teoría predice que debería - la forma en que interactúa con otras partículas y a su vez decae en que las partículas aún más. Esto es en gran medida la frontera de la física de alta energía y una entrada completa y segura en el Modelo Estándar es, probablemente, muy lejos todavía.
La mayoría de los físicos profesionales diría que encontrar el bosón de Higgs precisamente en la forma que la teoría predice que en realidad ser una decepción . Los grandes proyectos como el LHC se construyó con el objetivo de ampliar el conocimiento, y la confirmación de la existencia del derecho de Higgs en el que se espera, si bien sería un triunfo para nuestra comprensión de la física, sería mucho menos interesante que al no encontrar él. Es ese tipo de sorpresas que han dado lugar a grandes revoluciones en la ciencia.
Descansa tranquilo, aunque - si la tendencia continúa y esta versión más simple del Higgs ocupa un lugar en el Modelo Estándar, muchas preguntas siguen siendo grandes. Después de todo, el modelo estándar explica la materia tal como la conocemos, pero hay muchas razones para creer que la materia sólo representa el 4% del Universo observable. El resto - la materia oscura y energía oscura - puede resultar aún más difícil de precisar. Es como si estamos cerca de completar un lado de un cubo de Rubik y se recordó a los otros cinco son un revoltijo.
El Modelo Estándar y el bosón de Higgs
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