{"id":9174,"date":"2013-07-10T09:51:47","date_gmt":"2013-07-10T08:51:47","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=9174"},"modified":"2013-07-10T09:51:47","modified_gmt":"2013-07-10T08:51:47","slug":"%c2%a1la-evidencia-experimental-sera-el-unico-camino","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2013\/07\/10\/%c2%a1la-evidencia-experimental-sera-el-unico-camino\/","title":{"rendered":"\u00a1La evidencia experimental! Ser\u00e1 el \u00fanico camino"},"content":{"rendered":"
\"\"<\/div>\n
\u00a1Hombre! Seguros, lo que se dice seguros, la verdad es que no lo estamos y, aunque tampoco estamos situados en aquellos tiempos en los que Emp\u00e9docles pregobana que todo estaba hecho de cuatro elementos: Aire, Agua, Tierra y Fuego que, repartidos en la debida proporci\u00f3n, conformaban todas las cosas. Tampoco podemos decir que est\u00e9mos al tanto de la clase de sustancia que, al parecer, lo impregna todo, como una clase de materia primordial precursora de la Bari\u00f3nica y que algunos, han dado en llamar “materia oscura<\/a>” y los griegos llamaban \u00a1Ilem, la sustancia c\u00f3smica! Y, seguimos preguntando:<\/div>\n

\u00bfDe qu\u00e9 est\u00e1 hecho el Universo?<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 lo mantiene Unido?<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 es, en realidad la materia?<\/p>\n

\"http:\/\/peru21.e3.pe\/ima\/0\/0\/0\/5\/4\/54583.jpg\"<\/p>\n

Muchos han sido los medios que lanzando las campanas al vuelo, se atrevieron decir: \u201c\u00a1Por f\u00edn, se encontr\u00f3 la \u201cpart\u00edcula de Dios!\u201d Cuando lo cierto es que, simplemente se public\u00f3 (31\/07\/2012), en los experimentos ATLAS y CMS del LHC se ha descubieto una part\u00edcula, nunca antes vista. Un Bos\u00f3n con una masa cercana a los 126 GeV que, es la masa que hab\u00edan pensado tendr\u00eda el Higgs<\/a>.<\/p>\n

El descubrimiento se enmarca dentro de la b\u00fasqueda del Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a> del Modelo est\u00e1ndar de las interacciones fundamentales, si bien no es posible afirmar a\u00fan si dicha part\u00edcula predice las propiedades intuidas por la teor\u00eda, y, siendo as\u00ed (que lo es), no podemos afirmar que sea, el buscado Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a> esa part\u00edcula observada.<\/p>\n

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Nos dicen que existen lugares que llaman los Oc\u00e9anos de Higgs<\/a><\/a>, y, por ellos, circula libremente el dichoso Bos\u00f3n que, tambi\u00e9n seg\u00fan nos dicen, proporciona la masa al resto de las part\u00edculas.<\/p>\n

El modelo est\u00e1ndar<\/strong> de la f\u00edsica de part\u00edculas<\/a> es una teor\u00eda que describe las relaciones entre las interacciones fundamentales<\/a> conocidas y las part\u00edculas elementales<\/a> que componen toda la materia. Es una teor\u00eda cu\u00e1ntica de campos<\/a> desarrollada entre 1970<\/a> y 1973<\/a> que es consistente con la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica<\/a> y la relatividad<\/a><\/a> especial. Hasta la fecha, casi todas las pruebas experimentales de las tres fuerzas descritas por el modelo est\u00e1ndar est\u00e1n de acuerdo con sus predicciones. Sin embargo, el modelo est\u00e1ndar no alcanza a ser una teor\u00eda completa de las interacciones fundamentales debido a que no incluye la gravedad<\/a>, la cuarta interacci\u00f3n fundamental conocida, y debido tambi\u00e9n al n\u00famero elevado de par\u00e1metros num\u00e9ricos (tales como masas y constantes que se juntan) que se deben poner a mano en la teor\u00eda (en vez de derivarse a partir de primeros principios<\/a>).<\/p>\n

\"\"<\/a><\/div>\n
El Modelo Est\u00e1ndar de |part\u00edculas elementales<\/a>, con los gauge<\/a><\/a>” href=”http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Bos%C3%B3n_de_gauge<\/a><\/a>“>bosones<\/a><\/a> de gauge<\/a><\/a> en la columna derecha.<\/div>\n
El Modelo estandar de las interacciones fundamentales ha sido comprobado experimentalmente de forma exhaustiva, con test que muchas veces han alcanzado precisiones cercanas al 1 \u2030. A pesar de sus \u00e9xitos, la teor\u00eda no abarca todos los fen\u00f3menos que se observan en el Universo, siendo por ejemplo claro el de las interacciones gravitatorias. Por otro lado, tenemos todav\u00eda profundos desconocimiento acerca de uno de los componentes esenciales: el sector de Higgs<\/a><\/a>, que fue postulado hace m\u00e1s de cuarenta a\u00f1os con el fin de aportar una soluci\u00f3n simple y elegante al problema de construir una teor\u00eda coherente en la que fermiones<\/a><\/a> y bosones<\/a><\/a> pudieran poseer masa.<\/div>\n
La soluci\u00f3n sugerida permite as\u00ed mismo que las fuerzas electromagn\u00e9ticas y d\u00e9biles, las cuales forman parte de una estructura com\u00fan a muy altas energ\u00edas, adquieran las propiedades diferentes que todos conocemos a nuestra escala de energ\u00eda. Se trata del mecanismo conocido como ruptura expopnt\u00e1nea de la simetr\u00eda electrod\u00e9bil. Y el Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a> es simplemente la part\u00edcula remanente de este mecanismo.<\/div>\n
\"\"<\/div>\n
Los campos de Higgs<\/a><\/a>\u2026 pueden estar ah\u00ed, o, por el contrario no estar y ser otra\u2026cosa.<\/div>\n
S\u00ed, parece que el Modelo est\u00e1ndar de la F\u00edsica de Part\u00edculas es Arbitrario y\u2026 parece que grita \u00a1me falta algo!, ya que, si nos fijamos bien en su andamiaje, todo nos parececer\u00e1 una locura que, sin embargo\u2026\u00a1funciona!<\/div>\n

Todo ese galimatias de m\u00e1s abajo, es, el Modelo est\u00e1ndar y a\u00fan m\u00e1s: Ver\u00e9is\u2026<\/p>\n

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\u00bfImpresionados? No era mi intenci\u00f3n asustar, solo he he puesto la f\u00f3rmula para que te fijes en un detalle y comprendas por qu\u00e9 se empe\u00f1an los cient\u00edficos en buscar el bos\u00f3n<\/a> de Higgs<\/a><\/a>. Vuelve a mirar la ecuaci\u00f3n y\u00a0f\u00edjate en las \u201cH<\/em>\u201c. Ese valor representado en la f\u00f3rmula es elbos\u00f3n<\/a> de Higgs<\/a><\/a>\u00a0y, aunque no lo hemos encontrado, es fundamental para que el Universo se comporte como se comporta, ya que cada vez que ponemos en marcha la ecuaci\u00f3n, nuestras predicciones funcionan. (fuente f\u00f3rmula blog inti-illimani).<\/p>\n

Se cree que el Higgs<\/a><\/a> guarda , por tanto, una relaci\u00f3n \u00edntima con el concepto de unificaci\u00f3n de fuerzas y con el origen de la masa. Se tratar\u00eda adem\u00e1s de la primera part\u00edcula escalar con caracter fundamental, esto es, que no necesita estar compuesta por entidades m\u00e1s peque\u00f1as. No es por tanto sorprendente que el descubrimiento reciente en el LHC\u00a0 de un nuevo Bos\u00f3n con una masa de unos 126 GeV, con unas propiedades compatibles con el Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a>, tanga de fiesta a toda la comunicad cient\u00f1ifica del CERN que, de ser cierto el hallazgo, ver\u00edan de cerca el Nobel que les otorgar\u00edan.<\/p>\n

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Claro que nadie sabe como ser\u00eda el Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a>, qu\u00e9 condiciones f\u00edsicas debe tener y que masa, las predicciones te\u00f3ricas no lo dicen en el modelo mH<\/sub> Es natural pensar que sea del mismo orden que la escala caracter\u00edsitica de la interacci\u00f3n electrod\u00e9bil. mH<\/sub> \u2248 100 GeV \u2013 1 TeV, y de hecho, la mayor parte de las predicciones conducen de una forma u otra a este intervalo de masas. La masa debe ser por tanto determinada experimentalmente. Una vez conocida esta, las propiedades de producci\u00f3n y desintegraci\u00f3n del Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a> est\u00e1n realmente determinadas por la teor\u00eda.<\/p>\n

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Ya veremos si realmente, la experimentaci\u00f3n corrobora lo que predice la teor\u00eda y, podemos verificar los mecanismos mediante los cu\u00e1les, el Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a>, puede \u201cdar\u201d masa a las part\u00edculas. Claro que, siempre en un escenario cercano al Modelo Est\u00e1ndar, eunbos\u00f3n<\/a> de higgs de 126 GeV posee una anchura de desintegraci\u00f3n de unos pocos megas electr\u00f3n<\/a> voltios. Incluso para los aceleradores de mayor energ\u00eda, esta anchura es a\u00fan suficientemente grande como para que la longitud media de desintegraci\u00f3n del Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a> sea inferior a una mil\u00e9sima de micra, demasiado peque\u00f1a para ser visible en un detector.<\/p>\n

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El choce de los haces de hadrones<\/a><\/a>, produce una mir\u00edada de infinitesimales objetos producto de los protones<\/a> rotos y que, de entre tanta \u201cbasura\u201d, tendremos que localizar la probable part\u00edcula llamada Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a>, lo cual, no resultar\u00e1 nada f\u00e1cil.<\/p>\n

El Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a> debe aparecer por tanto como una part\u00edcula que se desintegra inmediatamente en el punto en el que los haces colisionan, adem\u00e1s, la medida de su masa no estar\u00e1 condicionada por su anchura de desintegraci\u00f3n, sino por la resolcui\u00f3n energ\u00e9tica del detector, que, en general, es al menos del orden de 1 GeV.<\/p>\n

El Higgs<\/a><\/a> se produce predominantemente en el LHC a trav\u00e9s de un proceso de fusi\u00f3n de gluones<\/a><\/a>: gg\u2192 H. En cuanto se refiere a modos de desintegraci\u00f3n, una masa de unos 126 GeV es especialmente interesante porque permite el acceso a varios canales diferentes.<\/p>\n

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Si bien la desintegraci\u00f3n dominante para esta masa es en un par de Quarks b, el fondo enorme de otros procesos con este mismo estado final impide una b\u00fasqueda directa a partir del proceso gg\u2192 H. Afortunadamnete existen varios canales alternativos con fracciones de desintegraci\u00f3n aceptables, como pares de Bosones W o Z. Por \u00faltimo, el canal de desintegraci\u00f3n en dos fotones<\/a><\/a>, H \u2192 \u03b3\u03b3, a pesar de su baja frecuencia, es extremadamente limpio desde el punto de vista experimental.<\/p>\n

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En todos los canales citados anteriormente, \u00fanicamente H \u2192 \u03b3\u03b3 y H\u00a0\u2192 ZZ, y este \u00faltimo en un estado final con electrones<\/a> o muones<\/a><\/a>, permiten una medida precisa de mH<\/sub> al nivel de 1 GeV, y por tanto observar al Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a> como exceso en el espectro de masas. Las colaboraciones ATLAS y CMS han medido\u00a0 mH<\/sub> = 120.0\u00a0\u00b1 o,4 GeV y mH<\/sub> = 125.3\u00a0\u00b1 0,4 (stat.)\u00a0\u00b1\u00a0 0,5 (syst.) GeV , respectivamente.<\/p>\n

Est\u00e1 claro que la b\u00fasqueda del Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a> no est\u00e1 nada clara y que, son muchos los par\u00e1metros que nos pueden llevar a tomar, alguna part\u00edcula parecida por ese extra\u00f1o Bos\u00f3n que se dedica a dar masa a las dem\u00e1s part\u00edculas, y, debemos comprobar, si aparece por fin, de qu\u00e9 mecanismo se vale para tal \u201cmilagro\u201d, o, mejor maravilla.<\/p>\n

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S\u00ed, se han hecho los experimentos necesarios para encontrar al dichoso Bos\u00f3n y, seg\u00fan la masa de alguno, podr\u00eda ser el que buscamos y que tanto necesita el Modelo Est\u00e1ndar para poder cuadrar sus cuentas… \u00a1En parte! Ya que otros par\u00e1metros metidos mcon calzador tambi\u00e9n ntendr\u00e1n que ser justificados.<\/p>\n

Los componentes fundamentales de la materia son tres familias de Quarks y otras tres familias de Leptonez, puntuales a 1 am, que interaccionan fuerte y d\u00e9bilmente de acuerdo con el Modelo. Las constantes de acoplo vienen dado por:<\/p>\n

GF<\/sub> = (1.166371 \u00b1 0,000006)\u00a0 10-5<\/sup> GeV-2<\/sup><\/p>\n

\u03b1-1<\/sup> = 1.37.035999710 \u00b1 0,000000000096<\/p>\n

sin2<\/sup> \u03b8W<\/sub> = 0,23149 \u00b1 0,00013<\/p>\n

M(Z\u00ba) = 91.1876 \u00b1 0.0021<\/p>\n

\u03b1s<\/sub>(Z\u00ba) = 0.1217 \u00b1 0.0017<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

La constante de estructura fina y la constante de acoplo fuerte dependen de la escala a la que se han medido de acuerdo a las predicciones del grupo de renormalizaci\u00f3n.<\/p>\n

La constante de acoplamiento resulta de gran utilidad en la teor\u00eda cu\u00e1ntica de campos. Un papel especial es representado en las teor\u00edas cu\u00e1nticas relativistas por las constantes de acoplamiento que no poseen dimensiones, es decir, son n\u00fameros puros. Un ejemplo es la constante de estructura fina)<\/p>\n


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\"\\alpha<\/dd>\n
<\/dd>\n<\/dl>\n<\/dd>\n<\/dl>\n

(donde e<\/strong> es la carga del electr\u00f3n<\/a>, \u03b50<\/sub><\/strong>es la permitividad del vac\u00edo,\u00a0 \"\\hbar\"<\/strong> es la constante de Planck<\/a> racionalizada y c<\/strong> es la es la velocidad de la luz) es tal constante de acoplamiento sin dimensiones que determina la intensidad de la fuerza electromagn\u00e9tica<\/a>\u00a0 sobre un electr\u00f3n<\/a>.<\/p>\n

Claro que, todo este recorrido nos lleva a pensar que no estamos en posesi\u00f3n de verdad alguna, hemos podido alcanzar algunos conocimientos que nos acercan a ella y, lo cierto es que, esa verdad que buscamos, est\u00e1 en poder de la Naturaleza que, celosamente la esconde hasta que, nos crea preparados para que la podamos desvelar y, mientras tanto, nos deja “jugar” a f\u00edsica para que, nuestra curiosidad, no se sienta frustrada… del todo.<\/p>\n

Publica: emilio silvera<\/p>\n

\u00a0Se agradece la aportaci\u00f3n realizada por los f\u00edsicos Juan Alcar\u00e1z, Javier Cuevas, Carmen Garc\u00eda y Mario Martinez que, con su trabajo publicado en el volumen 26, n\u00famero 4, de 2012, han ayudado a entender, algo mejor, el complejo tema del Bos\u00f3n de Higgs<\/a><\/a>.<\/p>\n

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<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>hotmail correo<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>[?]<\/a><\/span><\/td><\/tr><\/table><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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