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La Masa y la Energía ¿Qué son en realidad?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El saber: ¡Ese viaje interminable!    ~    Comentarios Comments (9)

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Todos los intentos y los esfuerzos por hallar una pista del cuál era el origen de la masa fallaron.  Feynman escribió su famosa pregunta: “¿Por qué pesa el muón?”.  Ahora, por lo menos, tenemos una respuesta parcial, en absoluto completa.  Una voz potente y ¿segura? nos dice: “!Higgs¡” Durante más de 60 años los físicos experimentadores se rompieron la cabeza con el origen de la masa, y ahora el campo Higgs presenta el problema en un contexto nuevo; no se trata sólo del muón. Proporciona, por lo menos, una fuente común para todas las masas. La nueva pregunta feynmaniana podría ser: ¿Cómo determina el campo de Higgs la secuencia de masas, aparentemente sin patrón, que da a las partículas de la matería?

La variación de la masa con el estado de movimiento, el cambio de masa con la configuración del sistema y el que algunas partículas (el fotón seguramente y los neutrinos posiblemente) tengan masa en reposo nula son tres hechos que ponen entre dicho que el concepto de masa sea un atributo fundamental de la materia.  Habrá que recordar aquel cálculo de la masa que daba infinito y nunca pudimos resolver; los físicos sólo se deshicieron de él “renormalizándolo”, ese truco matemático que emplean cuando no saben encontrar la respuesta al problema planteado.

Ese es el problema de trasfondo con el que tenemos que encarar el problema de los quarks, los leptones y los vehículos de las fuerzas, que se diferencian por sus masas.  Hace que la historia de Higgs se tenga en pie: la masa no es una propiedad intrinseca de las partículas, sino una propiedad adquirida por la interacción de las partículas y su entorno.

La idea de que la masa no es intrinseca como la carga o el espín resulta aún más plausible por la idílica idea de que todos los quarks y fotones tendrían masa cero. En ese caso, obedecerían a una simetría satisfactoria, la quiral, en laque los espines estarían asociados para siempre con su dirección de movimiento. Pero ese idilio queda oculto por el fenómeno de Higgs.

¡Ah, una cosa más! Hemos hablado de los bosones gauge y de su espín de una unidad; hemos comentado también las partículas fermiónicas de la materia (espin de media unidad). ¿Cuál es el pelaje de Higgs? Es un bosón de espin cero.  El espín supone una direccionalidad en el espacio, pero el campo de Higgs da masa a los objetos dondequiera que estén y sin direccionalidad.  Al Higgs se le llama a veces “bosón escalar” [sin dirección] por esa razón.

La interacción débil, recordareis, fue inventada por E. Fermin para describir la desintegración radiactiva de los núcleos, que era básicamente un fenómeno de poca energía, y a medida que la teoría de Fermi se desarrolló, llegó a ser muy precisa a la hora de predecir un enorme número de procesos en el dominio de energía de los 100 MeV.  Así que ahora, con las nuevas tecnologías y energías del LHC, las esperanzas son enormes para, por fin, encontrar el bosón Higgs origen de la masa… y algunas cosas más.

Fabiola Gianotti, portavoz del experimento ATLAS, ofrece algunos avances:

“En nuestros datos observamos claros signos de una nueva partícula compatible con la teoría de Higgs, con un nivel aproximado de 5 sigma [99,977% de eficiencia], en la región de masa alrededor de los 126 GeV. El increíble rendimiento del LHC y el ATLAS y los enormes esfuerzos de mucha gente nos han traído a este excitante punto, pero hace falta un poco más de tiempo para preparar estos resultados cara a su publicación.”

El Modelo Estándar describe las partículas de todo cuanto nos rodea, incluso de nosotros mismos. Toda la materia que podemos observar, sin embargo, no parece significar más que el 4% del total. Higgs podría ser el puente para comprender el 96% del universo que permanece oculto.

El 4 de julio de 2012 se anunció el descubrimiento de un nuevo bosón. Punto. En diciembre de 2012 se empezó a hablar de “un” Higgs (en lugar de “el” Higgs), pero oficialmente seguía siendo un nuevo bosón. ¿Importa el nombre? El Premio Nobel de Física para el bosón de Higgs sólo será concedido cuando el CERN afirme con claridad y rotundidad que se ha descubierto “el” Higgs, si el CERN es conservador, la Academia Sueca lo es aún más. Sin embargo, el rumor es que quizás baste con que el CERN diga que se ha descubierto “un” Higgs.

¿Por qué, a pesar de todas las noticias surgidas desde el CERN, creo que no ha llegado el momento de celebrarlo? ¿Es acaso el Higgs lo encontrado?

Hay que responder montones de preguntas.  ¿Cuáles son las propiedades de las partículas de Higgs y, lo que es más importante, cuál es su masa? ¿Cómo reconoceremos una si nos la encontramos en una colisión de LHC? ¿Cuántos tipos hay? ¿Genera el Higgs todas las masas, o solo las hace incrementarse? ¿Y, cómo podemos saber más al respecto? También a los cosmólogos les fascina la idea de Higgs, pues casi se dieron de bruces con la necesidad de tener campos escalares que participasen en el complejo proceso de la expansión del Universo, añadiendo, pues, un peso más a la carga que ha de soportar el Higgs.

                                                     Este gráfico de arriba me recuerda el “efecto frenado” de Ramón Marquez

El campo de Higgs, tal y como se lo concibe ahora, se puede destruir con una energía grande, o temperaturas altas. Estas generan fluctuaciones cuánticas que neutralizan el campo de Higgs. Por lo tanto, el cuadro que las partículas y la cosmología pintan juntas de un universo primitivo puso y de resplandeciente simetría es demasiado caliente para Higgs. Pero cuando la temperatura cae bajo los 10’5 grados kelvin o 100 GeV, el Higgs empieza a actuar y hace su generación de masas.  Así por ejemplo, antes de Higgs teníamos unos W, Z y fotones sin masa y la fuerza electrodébil unificada.

El Universo se expande y se enfría, y entonces viene el Higgs (que engorda los W y Z, y por alguna razón ignora el fotón) y de ello resulta que la simetría electrodébil se rompe. Tenemos entonces una interacción débil, transportada por los vehículos de la fuerza W+, W-, Z0, y por otra parte una interacción electromagnética, llevada por los fotones. Es como si para algunas partículas del campo de Higgs fuera una especie de aceite pesado a través del que se moviera con dificultad y que las hiciera parecer que tienen mucha masa. Para otras partículas, el Higgs es como el agua, y para otras, los fotones y quizá los neutrinos, es invisible.

Split Screens

Para cada suceso, la línea del haz es el eje común de los cilindros de malla de alambre ECAL y HCAL. ¿Cuál es el mejor candidato W? el mejor candidato Z? En cada evento, ¿dónde ocurrió la colisión y el decaimiento de las partículas producidas? Lo cierto es que, en LHC se hacen toda clase de pruebas para saber del mundo de las partículas, de dónde vienen y hacia dónde se dirigen y, el Bosón de Higgs, es una asignatura pendiente a pesar de las noticias y de los premios

De todas las maneras, es tanta la ignorancia que tenemos sobre el origen de la masa que, nos agarramos como a un clavo ardiendo el que se ahoga, en este caso, a la partícula de Higgs que viene a ser una de las soluciones que le falta al Modelo Estándar para que todo encaje con la teoría.

¡Ya veremos en que termina todo esto! Y, aunque el que suena siempre es Higgs, lo cierto es que los autores de la teoría del “Bosón de Higgs”, son tres a los que se ha concedido, junto al CERN, el Premio Principe de Asturias. Peter Ware Higgs —el primero en predecir la existencia del bosón— junto a los físicos François Englert, y el belga Robert Brout—fallecido en el año 2011—.

Peter Higgs, de la Universidad de Edimburgo, introdujo la idea en la física de partículas.  La utilizaron los teóricos Steven Weinberg y V. Salam, que trabajaban por separado, para comprender como se convertía la unificada y simétrica fuerza electrodébil, transmitida por una feliz familia de cuatro partículas mensajeras de masa nula, en dos fuerzas muy diferentes: la QED con un fotón carente de masa y la interacción débil con sus W+, W- y Z0 de masa grande.  Weinberg y Salam se apoyaron en los trabajos previos de Sheldon Glasgow, quien tras los pasos de Julian Schwinger, sabía sólo que había una teoría electrodébil unificada, coherente, pero no unió todos los detalles. Y estaban Jeffrey Goldstone y Martines Veltman y Gerard’t Hooft.  También hay otras a los que había que mencionar, pero lo que siempre pasa, quedan en el olvido de manera muy injusta.  Además, ¿Cuántos teóricos hacen falta para encender una bombilla?

La verdad es que, casi siempre, han hecho falta muchos.  Recordemos el largo recorrido de los múltiples detalle sueltos y físicos que prepararon el terreno para que, llegara Einstein y pudiera, uniéndolo todo, exponer su teoría relativista.

Sobre la idea de Peter Higgs, Veltman, uno de sus arquitectos, dice que es una alfombra bajo la que barremos nuestra ignorancia.  Glasgow es menos amable y lo llamó retrete donde echamos las incoherencias de nuestras teorías actuales.  La objeción principal: que no teníamos la menor prueba experimental que ahora parece que va asomando la cabeza en el LHC.

Esperemos que la partícula encontrada, el bosón hallado, sea en realidad el Higgs dador de masa a las demás partículas pero… ¡Cabe la posibilidad de que sólo sea el hermano menor! de la familia. El modelo estándar es lo bastante fuerte para decirnos que la partícula de Higgs de menor masa (podría haber muchas) debe “pesar” menos de 1 TeV. ¿Por qué? Si tiene más de 1 TeV, el modelo estándar se vuelve incoherente y tenemos la crisis de la unitariedad.

Después de todo esto, tal como lo están planteando los del CERN,  se puede llegar a la conclusión de que, el campo de Higgs, el modelo estándar y nuestra idea de cómo se hizo el Universo dependen de que se encuentre el Bosón de Higgs.  Y ahora, por fin, el mayor Acelerador del mundo, el LHC, nos dice que el Bosón ha sido encontrado y las pruebas tienen una fiabilidad enorme.

¡La confianza en nosotros mismos, no tiene límites! Pero el camino no ha sido recorrido por completo y quedan algunos tramos que tendremos que andar para poder, al fín, dar una explicación más completa, menos oscura y neblinosa que lo que hasta el momento tenemos, toda vez que, del Bosón de Higgs y de su presencia veráz, dependen algunos detalles de cierta importancia para que sean confirmados nuestros conceptos de lo que es la masa y, de paso, la materia.

¿Pasará igual con las cuerdas?

emilio silvera

Fuente: León Lederman

 

  1. 1
    emilio silvera
    el 24 de junio del 2013 a las 8:47

    Es curioso como podemos ver en uno de los gráficos la entrada de una partícula en el supuesto campo de Higgs y va tomando masa por el efecto frenado, es decir, a medida que la partícula se arrastra por el “Campo de Higgs” se ve frenada al mismo tiempo que adquiere su masa.
    La idea tiene mucho sentido y, si todo el Universo como dicen, está permeado por esta especie de Ylem o sustancia cósmica, no sería extraño que, los cuerpos al demabular por el medio, pudieran ser frenados al mismo tiempo que se les acumulaba al cuerpo parte de esa sustancia y, las dudas que tengo al respecto serían:
    Por qué si todas las partículas toman masa en ese medio, el Bosón de Higgs o el mecanismo de que se pudiera tratar, le otorga más masa a unas partículas que a otras, ¿Es que de partida ya dichas partículas llevan incorporada sus propias masas que se ven incrementadas? De otra manera, no se comprendería que cada partícula tuviera una masa diferente.
    Claro que, al menos hasta el momento, en el que parece que ya podemos ir cantando victoria,  esa, como otras conjeturas sobre los Océanos de Higgs y su dichosa Partícula “repartidora de masa”, “dicen” que ha llegado a su final y que ha sidoi hallada. Sin embargo, debemos ir comprobándolo de manera más veráz (creo) para poder escribirlas con letras de oro en el Libro de la Física, o, por el contrario, desecharlas como se ha hecho con tántas otras ideas y teorías frustradas que nunca llegaron a ninguna parte.
    ¡Los fotones de Yang-Mills adquieren su masa y el proncipio gauge se sigue cumpliendo! Al principio esta visión no mereció la atención que merecía. Por una parte, la gente penso que el modelo era feo. El principio gauge estaba ahí, pero ya no era el tema central. El “Campo de Higgs había sido puesto ahí “a propósito” y la “partícula de Higgs, en sí misma, no era una “partícula gauge”. Si se admitía esto, ¿por qué no introducir más partículas y campos arbitrarios? Estas ideas se consideraron como simples modelos con los que jugart, sin mucho significado fundamental al que ahora se quiere llegar con el LHC pretendiendo hacer bueno todo aquello y, al menos los físicos, insisten en que, el campo y la partícula están ahí…¡ya veremos en qué queda todo esto! Son muchos los cabos sueltos y las cosas sin explicar.
    En segundo lugar estaba lo que se llamó “teorema de Goldstone”. Ya se habían priducido antes modelos de partículas con “rotura espontánea de simetría”, pero para la mayoría de esos modelos, Jeoffrey Goldstone habia probado que siempre contenían partículas sin masa y sin espín. Muchos investigadores, por lo tanto, pensaron que la teoría de Higgs también debía contener esa partícula de Goldstone, sin masa y que esto era un inconveniente porque entre las partículas conocidas no había ninguna partícula de Goldstone. Incluso el propio Goldstone había advertido que el Modelo de Higgs no satisfaccía las condiciones para su demostración, así que no tenía que ser válido para este caso, pero todo el mundo estaba tan impresionado con las matemáticas del teorema que el Modelo de Higgs-Kibble no tuvo éxito durante mucho tiempo.
    El bosón de Higgs pretende ser una parte integral de nuestra comprensión de la Naturaleza. Se trata de una partícula que es una excitación de lo que se llama el campo de Higgs. El campo de Higgs impregna todo el espacio y cuando algunas de las partículas fundamentales que viajan a través de este campo adquieren masa (al interaccionar con el Campo dónde, probablemente, ve frenada su marcha y su desplazamiento es más lento debido al medio por el que discurre su viaje). La cantidad de masa que adquieren depende de la fuerza en que interactúan con el campo de Higgs. Algunas particulas, como el electrón adquieren una pequeña masa, mientras que otras adquieren una masa mucho mayor.
    Y así, el teorema de Goldstone se utilizó como un “teorema de imposibilidad”: si el espacio vacío no es simétrico, entonces no se puede evitar la presencia de partículas sin masa y sin espín. Ahora sabemos que, en nuestro caso, la letra pequeña invalida el teorema; las partículas de Goldstone se hacen invisibles debido a la invariancia gauge y no son más que las “partículas fantasmas” que encontró Feynman en sus cáculos. Además, debemos recordar que el Mecanismo Higgs no es una auténtica rotura de simetría.
    Un aspecto peculiar de esto es que este campo de Higgs que impregna en todo el espacio es parte de lo que llamamos espacio vacío o el vacío. Es sólo su impacto sobre las partículas que viajan a través de él y el bosón de Higgs que podemos observar en el laboratorio. El bosón de Higgs vive por un lapso muy corto de tiempo, así que no lo observan directamente, sino que más bien se observa que las partículas se descompone en y tienen que inferir su existencia a partir de eso. En la teoría actual que tenemos para comprender la naturaleza podemos hacer afirmaciones precisas acerca de qué fracción del tiempo que se desintegra en dos fotones en comparación con dos quarks abajo.
    Claro que, algunos, me piden más profundidad en las explicaciones y, no se conforman con pasar por encima de las cuestiones, hay que entrar más en materia y dejar sentados algunos de los parámetros maemáticos que en todo esto están presente, y, para ellos…
     

    “Los físicos han buscado al bosón de Higgs por cerca de 50 años porque su descubrimiento completaría el Modelo Estándar de la física de partículas. El bosón de Higgs y su campo asociado explican cómo la simetría electrodébil se rompió justo después del Big Bang, lo que le dio a ciertas partículas elementales la propiedad de la masa. Sin embargo del Modelo Estándar no predice la masa de Higgs, y varios programas experimentales en el LEP del CERN, en el Tevatron de Fermilab y ahora el LHC del CERN habían intentado medir la masa de la partícula.”

    Recordemos el seminario llevado a cabo en el CERN como preludio a la mayor conferencia de física de partículas del pasado año, el ICHEP2012 en Melbourne, los experimentos ATLAS y CMS presentaron sus resultados preliminares en la búsqueda del Bosón de Higgs. Ambos experimentos observaron una nueva partícula en la región de masa entre 125-126 GeV.

    “Observamos en nuestros datos claras señales de una nueva partícula, al nivel de 5 sigma, en la región de masa alrededor de 126 GeV. El impresionante rendimiento del LHC y ATLAS y el gran esfuerzo de mucha gente nos trajo a esta excitante etapa”, dijo la presentadora del experimento ATLAS Fabiola Gianotti, “pero se necesita más tiempo para preparar estos resultados para su publicación”
    “Los resultados son preliminares pero la señal 5 sigma alrededor de 125 Gev que estamos viendo es dramática. Ésta es de hecho una nueva partícula. Sabemos que tiene que ser un bosón y es el bosón más pesado que hemos encontrado hasta ahora,” dijo el presentador del experimento CMS Joe Incandela. “Las implicaciones son muy significantes y es precisamente por esta razón que debemos ser extremadamente diligentes en todos nuestros estudios.”

    Lo cierto es, que en este tema aún queda mucha tela que cortar…
    Saludos.
     

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  2. 2
    Fandila
    el 24 de junio del 2013 a las 23:23

    ¿Cómo adquiriría el bosón de Higgs su propia masa como no fuera por la propia interrelación entre ellos?
     
    Si la masa y la inercia son hermanas gemelas, por no decir equivalentes, parece lógico que los ámbitos materiales independientes (Partículas…. astros… cuerpos en general) la posean según el concepto de estorbo o entorpecimiento de unos ámbitos o recintos materiales s contra los otros.
     
    No es lógico que un astro o un gran cuerpo pueda infundir masa a los elementos que los componen de manera efectiva, sino al contrario, lo pequeño conforma a lo grande. La masa, el objeto que la posee, y posiblemente ninguno escape a ese requisito, será una resultante.
     
    Sobre la masa del fotón, por ejemplo, siempre se usa el mismo tópico: el fotón en reposo no tiene masa. Pero es que el fotón en reposo no existe sino solo sus consecuencias en su acción sobre la materia. Tampoco puede decirse que un fotón permanezca inmóvil en la partícula que ha de generarlo, como si esperase la ocasión para saltar. El fotón es una acción, un proceso dinámico que se “crea” a partir de otro estado dinámico, que ni se le parece.
     
    No creo que sea necesario ningún bosón especifico para generar la masa, pues la masa es un resultado “dinámico” en el estorbo de todos los elementos (Internos o de acción externa), todos contra todos.
     
    Se puede decir que el incremento de la energía interna de una partícula incrementa su masa, pues a más acción interna de los componentes la resistencia o el estorbo hacia  los componentes del “vacío” que la rodean es mayor. Seria menos permeable a los infimos componentes de base. Pero no sería cierto si se supone que la velocidad interna de la partícula es constante, como se dice. La onda partícula y el fotón concretamente, contradicen esta suposición, la frecuencia de oscilación puede variar.
     
    Bien venido sea el Higgs por brindarnos la polémica de la masa. Una teoría matemáticamente impecable, si no fuera porque aún deconocemos los intríngulis del vacío y la esperada variabilidad de sus componentes. O si los bosones Higgs son unos de tantos en cualquier rincon de la materia, a la que permean.
    No obstante, su renormalización pudiera servirnos como resumen para  la más simple y cercana dimensión de mayor  interés para nosotros.
     
    ¿Realmente el “engorde” de los W y Z necesitarán de un mecanismo Gibbs, o más bien sean el producto de un vacío espoleado por las caracteristicas(C. débiles, de la propia partícula)? Sin ir más lejos la producción de pares en el vacío tal vez se realice para el caso con la eliminación (separación) de una de las partes. Así ocurre también con la radiación de Hawking.
     
    Entiendo que la masa y sus incrementos viene a ser una acreción de otras masas más pequeñas, y según, conforme a la variación de energía. Traducido a ondas viene a ser lo mismo: cuando varias interaccionan y quedan enrocadas en un punto (Un ámbito).
    El entrelazamiento cuántico posterior merecería una mención aparte.
     
    Saludos.
     

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  3. 3
    Ramon Marquès
    el 25 de junio del 2013 a las 18:58

    Hola Emilio, hola Fandila:
    Yo entiendo que el bosón de Higgs es la clave para entender el Universo por varios motivos. ¿Cómo da la masa? A través de dar energía, el bosón de Higgs es una fuente potencial de energía cinética. Energía para las fuerzas rotatorias helicoidales del complejo vibratorio de la partícula, y energía para la traslación de la partícula. Las fuerzas rotatorias helicoidales representarían el efecto frenado y la masa. La energía de traslación haría innecesario apelar a una energía oscura para la expansión acelerada del Universo.  
    Amigo Emilio, amigo Fandila. Un fuerte abrazo a ambos. Ramon Marquès

    Responder
  4. 4
    Fandila
    el 25 de junio del 2013 a las 20:04

    Asimismo será el mecanismo general en gran aproximación, solo que su precisión deja mucho que desear: ¿Cuantos tipos de bosones existen, y cuantos poseen unas características tan puntuales? Una inmensidad supongo. Tan pobres serían los campos de “vacío”.
    El mecanismo de Higgs se parece mucho, a que  el dicho bosón se suponga como el artífice de la  base material de todo, como ocurriría con otros elementos: por acumulación y colapso de ondas. Así se ha supuesto. Partícularmente, como tantos otros, no entiendo “lo misterioso” de la masa, para que haya que darle tantas vueltas. ¿No será que como en tantos los conceptos más fundamentales hay que reinventarlos porque se establecieron muy a la ligera? Según creo la masa es la consecuencia de la multiplicidad de elementos y su relación, la más simple.
    Un abrazo Ramón y demás contertulios.

    Responder
  5. 5
    Fandila
    el 25 de junio del 2013 a las 20:16

    La energía que te refieres como la dada por el Higss, tendría muchas más fuentes, no olvidemos que los Hitts interaccionarían con supuestos elementos desprovistos de masa pero con su energía propia.
    El problema principal estaría, por tanto, en si los elementos primordiales poseerán o no esa caracteristica masiva con arreglo a su energía y velocidad, de ser de esa manera también será poseedores de movimiento rotacional , de traslación y como consecuencia de oscilación. Nos abocaríamos entonces al origen del movimiento, y ese sí, que dilucidarlo, sería la gran incógnita.

    Responder
  6. 6
    Fandila
    el 26 de junio del 2013 a las 1:14

    Menudo repaso el que haces Emilio.
    Si hemos de ser críticos con esta larga historia, no podemos menos que preguntarnos, quienes están peor de la mollera, si estos teóricos de tanta matemática y escasos resultados físicos o el común de de nosotros,  modestos mortales.
    Es una broma.
    Pero no vaya a ser que nos metan las teoría por un tubo, y con ellas se cumpla aquel dicho: “No pienses demasido no sea que se cumpla”
    Como solemos decir: Déjemonos de elucubraciones sin sentido que más vale pájaro en mano que ciento volando. Algo que no solemos cumplir.
    óComo siempre me digo cualquier explicación es válida si tiene un resultado práctico, solo entonces. Pero adónde y de qué…
    Aunque si partimos de la base que nada de nuestra mente es real, hasta podríamos estar equivocados y no estarlo.
    Aparecen por ahí tantas teorías nuevas sobre los propios fundamentos de la Fisica, considerados sólidos hasta ahora, y que todo lo revuelven con una lógica tan palmaria que uno no sabe a que atenerse. ¿Será que para la Física tambien ocurre aquello de que todo es según el color con que se mira? Y que por serlo, para esas nuevas teorías hasta los experimentos corroboradores presentan colores nunca vistos.
    Un ejemplo:
     
    TEORÍA DEL TIEMPO Y DEL ESPACIO
    sites.google.com/site/teoriatiempoespacio/
    O en:
    http://www.monografias.comFisica
     

    Responder
  7. 7
    emilio silvera
    el 26 de junio del 2013 a las 5:16

    Amigo Fandila:
    A medida que el tiempo pase, a medida que nuestros conocimientos del mundo avancen, a medida que vayámos sabiendo sobre las cosas que nos rodean, sobre la naturaleza, a medida que nos sentimos más cercanos a este Universo nuestro a base de conocerlo mejor, a medida que podamos saciar nuestra curiosidad de manera más profunda y de los más complejos secretos ahora escondidos, a medida que “seámos” más parte del Universo por conocerlo mejor… ¡Todo se irá aclarando en nuestrasmentes! Llegará un día en el que podamos contemplar de manera clara y diáfana que todo es, ¡una sóla cosa! que cambia en razón del tiempo, de las fuerzas aquí presentes y, como razón última del destino de todo: La Evolución.
    Nuestra Imaginación (ya tu lo apuntas con tius palabras sobre las múltiples teorías), llegará a ser más grande que el Universo mismo que la creó. Es el destino de la materia: ¡Evolucionar hasta los pensamientos, hasta la Consciencia de Ser!
    “Todas las cosas son” Nos dijo el Sabio, y, con aquellas sencillas palabras, elevó a todas las cosas a la categoría de SER. Así, si aceptamos esa afirmación, también un río, una montaña, o, la misma Tierra ¡están vivas” a su manera y, si nos fijamos atentamente en su transcurrir, veremos que tiene comportamientos y transformaciones que son propios, no de algo inerte, sino de algo vivo, muy vivo que cambia y se transmuta y discurre y transcurre por el tiempo inexorable expuesto, como todos, a los cambios, a la entropía que los dirige a un final irreversible.
    La Física, amigo mío, empezó con aquellos “Filósofos naturales” que observaban la Naturaleza y querían saber, como las cosas son y el por qué de sus comportamientos y, con aquella sencilla pretensión, hemos llegado al Bosón de Higgs y mucho más lejos y, sobre todo, llegaremos hasta lugares que ni nuestra “ilimitada” Imaginación puede vislumbrar, toda vez, que está supeditada a los conocimientos de los que puede disponer para poder imaginar… Lo que será.
    Un abrazo amigo mío.

    Responder
  8. 8
    Javier Buono
    el 29 de octubre del 2014 a las 16:01

    Hola esto es  una INTERPRETACIÓN INTRÍNSECA DELA PROPIEDAD MASA, mediante esta metodología. esto es la primera ves que lo vas a leer!!
     
    La masa de las denominadas “partículas”, onda con masa, es una función intrínseca propiedad de cada función de onda, que se la cuantifica, en la unidad de tiempo.  Desarrollo esta metodología, empleando el sistema M.K.S.
     
    Cinemática, y dinámica de las energías constituyentes de todas las ondas con masa.
    A todas las denominadas partículas, se le asignan una masa. Esta masa, no existe ocupando un espacio físico único e instantáneo determinado. La propiedad masa, de las denominadas partículas, es realizada por una energía constituyente que rota formando la circunferencia de su onda, y en traslación, realiza su longitud, ( onda helicoidal ) a velocidad constante. En rotación,  la energía constituyente de toda onda con masa, interacciona con la substancia del vacío, que posee una densidad cuantificable, creando en conjunto, energía-substancia del vacío, la propiedad masa, y un campo magnético, que se lo denomina; onda asociada. Este campo magnético rota a velocidad c, pero se traslada en conjunto con la energía constituyente a velocidad v, formando de esta manera, la longitud de la onda con masa. La onda asociada de todas las ondas con masa “ partículas “ son las responsables de las interacciones con sus pares.  
    Si cada onda con masa, desarrolla un cuanto de energía cinética, (h) es lógico suponer, que la misma posea una masa equivalente a esa energía. Por lo tanto, la masa que se origina por cada onda, posee la magnitud de una masa cuántica.       
    Los físicos consideran que las masas de las partículas resultan de sus interacciones con un campo que ocupa todo el universo; cuanto más fuertemente se relaciona una partícula con el campo, más masa tiene. Pero la naturaleza de ese campo permanece desconocida.( campo de Hills ). La interpretación subrayada, indica que se interrelaciona en función por Hertz, de acuerdo a esta metodología.
    Y es precisamente la substancia del vacío, la naturaleza de ese campo. 
    Presento para su conocimiento, el valor de la densidad por unidad de volumen, y su aplicación, en el desarrollo de esta metodología. 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    Interpretación de la propiedad masa, y el desarrollo de una onda con masa, mediante esta metodología.
     
     
    La propiedad masa de las denominadas partículas, es realizada por la cinemática de una energía constituyente de conformación esférica, que movilizándose a velocidad constante, va rotando sobre su perímetro describiendo una circunferencia transversal a lo largo de la onda que realiza por traslación. La onda así formada, tendrá configuración helicoidal, puesto que la velocidad de rotación es de igual magnitud que la de traslación, y la circunferencia de la onda es de igual magnitud que su longitud. Esta deducción, se origina en que el radio del electrón, que figura en las tablas de constantes Físicas, al multiplicarlo por 2p, indica su circunferencia, que es del mismo valor que su longitud.  
    En rotación, la energía constituyente de toda onda con masa, interacciona con la substancia del vacío que posee una densidad cuantificable menor que la de la energía, creando en conjunto, energía-substancia del vacío, una densidad rotacional cuya propiedad, se pone de manifiesto por cada onda. El movimiento rotacional de la substancia del vacío producido por la energía constituyente al poseer menor densidad que la energía, adquiere velocidad c. El radio de acción de este movimiento rotacional, se expande fuera del limite de la circunferencia de la onda con masa 137,0359991 veces el radio de esta, originando un campo de naturaleza magnética  que de acuerdo al sentido de su rotación, origina una fuerza atractiva o repulsiva con respecto al sentido de rotación de la onda asociada, de la otra onda con masa. A la dimensión de este campo rotacional, se lo denomina onda asociada a la “partícula” longitud de onda de Compton. El impulso que origina este campo magnético, que rota a velocidad c, y se traslada con velocidad v, en conjunto con la energía que da origen a las ondas con masas, posee una densidad que al interaccionar con otro campo de la misma naturaleza, produce la fuerza de repulsión o atracción.
    RAZONAMIENTO: Si cada onda con masa, desarrolla un cuanto de energía cinética, (h) es lógico suponer, que también la misma posea una masa equivalente a esa energía. (Einstein)  Por lo tanto, la masa que se origina por cada onda, posee la magnitud de una masa cuántica.       
    Mecanismo de Higgs : Se consideran, que las masas de las partículas, resultan de sus interacciones con un campo que ocupa todo el universo; cuanto más fuertemente se relaciona una partícula con el campo, más masa tiene. Pero la naturaleza de ese campo permanece desconocida. La interpretación subrayada, indica que se interrelaciona con la substancia del vacío, y por Hertz, de acuerdo a esta metodología.
     
     
     
     

    Responder
    • 8.1
      Emilio Silvera
      el 30 de octubre del 2014 a las 5:40

      ¡Hola, Javier Buono!

      Buena explicación la tuya que, desde luego, deja claro mucho de los aspectos que, para muchos, están poco claros y habitan en el mundo de las tinieblas de la ignorancia pero, la mecánica cuántica, amigo mío, es muy extraña y su “universo”, aún estando en el nuestro parece de otro.

      En la concepción del Modelo estándar de física de partículas, el boson de Higgs así como otros bosones (encontrados ya experimentalmente) y ligados en esta teoría, se interpretan desde el Bosón de Goldstone donde cada parte del rompimiento de simetría genera un campo, para el cual los elementos que viven en este campo son sus respectivos bosones. Existen teorías creadas a partir del miedo de la no existencia del boson de Higgs donde no es necesaria su aparición. El campo de Higgs es el ente matemático donde existe, su interpretación con la teoría es el producto de él con los otros campos que sale por el mecanismo de ruptura, este producto nos da el acople y la interacción de él, con esta interacción con los otros campos legamos la caracteristica de generador de masa.

       

      Me resistía pero…Formulación matemática

      Introducimos un campo adicional ? que rompa la simetría SU(2)L × U(1)Y ? U(1)em. Debido a las condiciones que se exigen a la teoría será un doblete (de SU(2)L) de campos escalares complejos (doblete de Higgs):

       

       

       

       Dobletes de Higgs

      El número total de entradas (número dimensional del vector) de Higgs no está determinado por la teoría y podría ser cualquiera. No obstante la versión mínima del SM posee uno solo de estos dobletes.

      El sistema vendrá entonces descrito por un Lagrangiano de la forma:

       

      tal que:

       

       

      donde V(phi) es el potencial renormalizable (y por tanto que mantiene la invarianza gauge) más sencillo. Para que se produzca ruptura espontánea de simetría es necesario que el valor esperado del campo de Higgs en el vacío sea no nulo. Para lambda mayor que 0, si mu 2 menor que 0, el potencial posee infinitas soluciones no nulas (ver figura 1), en las cuales sólo la norma del campo de Higgs está definida:

       

       

      Estado fundamental

      El estado fundamental está, por consiguiente, degenerado y no respeta la simetría del grupo SU(2)L × U(1)Y. Sin embargo, sí conserva la simetría del grupo U(1)em. El valor de cup ? indica la escala de energía a la que se produce la ruptura de la simetría electrodébil. La ruptura SU(2)L × U(1)Y Phi  U(1)em se produce cuando se selecciona un estado del vacío concreto. La elección habitual es aquella que hace que Phi 3 sea no nulo:

       

       

      Espectro de partículas

       

      El espectro de partículas físicas resultantes se construye realizando pequeñas oscilaciones en torno al vacío, que pueden ser parametrizadas en la forma:

       

       

      donde el vector \vec{\xi}(x) y el escalar h(x) son campos pequeños correspondientes a los cuatro grados de libertad reales del campo . Los tres campos \vec{\xi}(x) son los bosones de Goldstone, de masa nula, que aparecen cuando una simetría continua es rota por el estado fundamental (teorema de Goldstone).

      En este punto aún tenemos 4 bosones gauge (Wi?(x) y B?(x)) y 4 escalares (\vec{\xi}(x) y h(x)), todos ellos sin masa, lo que equivale a 12 grados de libertad (Conviene notar que un bosón vectorial de masa nula posee dos grados de libertad, mientras que un bosón vectorial masivo adquiere un nuevo grado de libertad debido a la posibilidad de tener polarización longitudinal: 12 = 4[bosones vectoriales sin masa] × 2 + 4[escalares sin masa]). P. W. Higgs fue el primero en darse cuenta de que el teorema de Goldstone no es aplicable a teorías gauge, o al menos puede ser soslayado mediante una conveniente selección de la representación. Así, basta con escoger una transformación:

       

      de forma que:

       

       

      con lo cual desaparecen los tres campos de Higgs no físicos \vec{\xi}(x). Debemos aplicar estas transformaciones sobre la suma de las Lagrangianas para bosones y fermiones:

       

       

      Al final del proceso, tres de los cuatro bosones gauge adquieren masa al absorber cada uno de los tres grados de libertad eliminados del campo de Higgs, gracias a los acoplamientos entre los bosones gauge y el campo Phi presentes en la componente cinética de la Lagrangiana SBS:

       

       

      Por otro lado, el vacío de la teoría debe ser eléctricamente neutro, razón por la que no existe ningún acoplamiento entre el fotón y el campo de Higgs, h(x), de forma que aquél mantiene una masa nula. Al final, obtenemos tres bosones gauge masivos (W±?, Zµ), un bosón gauge sin masa (A?) y un escalar con masa (h), por lo que seguimos teniendo 12 grados de libertad (del mismo modo que antes: 12 = 3[bosones vectoriales masivos] × 3 + 1[bosón vectorial sin masa] × 2 + 1[escalar]). Los estados físicos de los gauge” href=”http://es.wikipedia.org/wiki/Bos%C3%B3n_gauge“>bosones gauge se expresan entonces en función de los estados originales y del ángulo de mezcla electrodébil ?W:

       

       

      Ángulo de mezcla

       

      El ángulo de mezcla ?W, se define en función de las constantes de acoplamiento débil, g, y electromagnética, , según:

       

       

      Las predicciones de las masas de los bosones a nivel de árbol son:

       

       

      donde (e es la carga eléctrica del electrón):

       

       Masa del bosón de Higgs

       

      La masa del bosón de Higgs se expresa en función de ? y del valor de la escala de ruptura de simetría, ?, como:

       

       

      La medida de la anchura parcial de la desintegración:

       

       

      a bajas energías en el SM permite calcular la constante de Fermi, GF, con gran precisión. Y puesto que:

       

       

      se obtiene un valor de ? = 246 GeV. No obstante el valor de ? es desconocido y por tanto la masa del Higgs” href=”http://es.wikipedia.org/wiki/Bos%C3%B3n_de_Higgs“>bosón de Higgs en el SM es un parámetro libre de la teoría.

       Bosones gauge y fermiones

       

      Análogamente al caso de los bosones gauge, los fermiones adquieren masa mediante los denominados acoplamientos de Yukawa, que se introducen a través de una serie de nuevos términos en la Lagrangiana:

       

      donde:

       

      Del mismo modo que antes, se aplica la transformación sobre la parte levógira de los fermiones, mientras que la parte dextrógira no se transforma:

       

       

      Y finalmente se obtienen las masas de los fermiones según:

       

      Es conveniente hacer notar en este punto, que la determinación de la masa del bosón de Higgs, no explica directamente las masas fermiónicas ya que dependen de las nuevas constantes ?e, ?u, ?d, … Por otro lado, se deduce también el valor de los acoplamientos del bosón de Higgs con los distintos fermiones y bosones, los cuales son proporcionales a las constantes de acoplamiento gauge y a la masa de cada partícula.

      Con todos estos datos, tu teoría queda redondeada y llegamos un poco más allá. Sin embargo, ¿dónde están los océanos de Higgs? Narie la sabe y se dice que permea todo el universo pero, nadie los ha podido detectar nunca, ni por supuesto, se saber de qué sustancia está hecho ese vacío del que tanto hablamos,

      Saludos.

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