HOY SÍ que vas a entender EL BOSÓN DE HIGGS

Summary

El 4 de julio de 2019 se conmemoraba el descubrimiento del bosón de Higgs, una partícula clave en la teoría del modelo estándar que explica cómo las partículas adquieren masa. Este hallazgo fue resultado de casi 50 años de investigación y la colaboración de científicos como Peter Higgs. El bosón de Higgs es una manifestación del campo de Higgs, una 'viscosidad' del espacio que resistencia al cambio de movimiento, dando origen a la masa. Su detección en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN fue un hito en la física moderna, ofreciendo una pieza fundamental para futuras teorías que profundicen en la comprensión del universo.

Takeaways

• 🎉 El 4 de julio de 2019 se cumplen 7 años del anuncio del descubrimiento del bosón de Higgs.
• 🔬 El bosón de Higgs es una partícula que explica cómo otras partículas adquieren masa en el universo.
• 📚 En 1964, la revista Physics Review Letters publicó tres artículos que sugerían la existencia de una partícula masiva, conocida hoy como el bosón de Higgs.
• 🌌 El modelo estándar de la física podía explicar casi todo sobre las fuerzas del universo, pero tenía un problema con la masa de las partículas.
• 🧠 La solución al problema de la masa llegó con la idea de la 'ruptura de simetría', una idea tomada de la física de materiales.
• 🌀 El campo de Higgs es una teoría que propone que el espacio está lleno de un campo que interacciona con las partículas y les da masa.
• 💧 Una analogía para entender el campo de Higgs es imaginar que el espacio está lleno de una 'agua' que resiste el movimiento de las partículas, dandoles masa.
• 🤔 La masa se puede entender como una afinidad de las partículas con el campo de Higgs; más masa significa mayor afinidad.
• 🔍 El bosón de Higgs fue descubierto en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) a través de colisiones de partículas a altas energías.
• 🧩 El descubrimiento del bosón de Higgs completó un puzzle importante en la física, pero también abrió la puerta a nuevas teorías que buscan explicar aspectos que el modelo estándar no puede.

Q & A

¿Cuál es la importancia del día 4 de julio para la física?

El 4 de julio es importante en la física porque en 2012, el descubrimiento del bosón de Higgs fue anunciado, completando así una de las piezas clave en el modelo estándar de la física de partículas.

¿Qué intentaban explicar los tres artículos publicados en 1964 en Physics Review Letters?

Los tres artículos trataban de explicar el mecanismo por el cual las partículas adquieren masa en el universo.

¿Qué contribución tuvo el artículo de Peter Higgs a la teoría del bosón de Higgs?

Peter Higgs sugirió la existencia de una partícula masiva, conocida hoy como el bosón de Higgs, en su artículo, que fue crucial para completar el modelo estándar.

¿Cuál fue el papel del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el descubrimiento del bosón de Higgs?

El LHC, siendo la mayor máquina construida por el hombre, fue donde se observó por primera vez el bosón de Higgs, marcando un hito en la historia de la ciencia moderna.

¿Qué significa la observación de un nuevo boson de 125 GeV de masa para la física?

La observación de este boson fue histórica ya que confirmó la existencia del bosón de Higgs, resolviendo una de las preguntas más complicadas sobre el origen de la masa en el universo.

¿Cómo se relaciona la masa con la gravedad según la física clásica de Newton?

Según Newton, la masa es la causa de la gravedad, aunque él no entendió cómo se producía la masa misma.

¿Qué es el modelo estándar y por qué tenía un fallo capital antes de la teoría del bosón de Higgs?

El modelo estándar es una teoría que describe las fuerzas fundamentales y partículas elementares del universo. Su fallo era que no podía explicar cómo las partículas adquirían masa sin romper la simetría de la teoría.

¿Qué es la ruptura de simetría y cómo se relaciona con el bosón de Higgs?

La ruptura de simetría es un concepto de la física de materiales que se aplicó para explicar cómo las partículas adquieren masa. En el caso del bosón de Higgs, se propuso un campo simétrico (el campo de Higgs) que, al romperse espontáneamente, da origen a la masa de las partículas.

¿Cómo se entiende la masa en la física moderna según el modelo estándar?

En la física moderna, la masa se entiende como una oposición al cambio de movimiento, dada por la interacción de las partículas con el campo de Higgs.

¿Cómo se relaciona el bosón de Higgs con el campo de Higgs?

El bosón de Higgs es una excitación local del campo de Higgs, que se manifiesta cuando se excita este campo con suficiente energía, como en las colisiones del LHC.

¿Qué papel juega el bosón de Higgs en la búsqueda de nuevas teorías físicas?

El bosón de Higgs es fundamental en teorías avanzadas como la supersimetría, donde se predice la existencia de varios bosones de Higgs, y es clave en la búsqueda de una comprensión más profunda del universo.

Outlines

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🔬 Descubrimiento del bosón de Higgs

El primer párrafo aborda el descubrimiento del bosón de Higgs, una partícula fundamental que explica cómo las partículas adquieren masa en el universo. Se menciona que el 4 de julio de 2019 marcaba el séptimo aniversario del anuncio del descubrimiento del bosón de Higgs, que fue un hito en la física. El guion habla sobre el trabajo publicado en 1964 por Peter Higgs y otros científicos que plantearon la existencia de una partícula masiva, conocida hoy como el bosón de Higgs. La teoría de Higgs fue crucial para explicar el origen de la masa y cómo las partículas interactúan con la fuerza débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales en la naturaleza. El descubrimiento del bosón de Higgs en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) fue una confirmación de la existencia de esta partícula y una victoria para el modelo estándar de la física de partículas.

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🌐 La teoría del modelo estándar y la masa

El segundo párrafo explica la importancia del modelo estándar en la física y cómo la teoría de la gravedad de Newton no pudo explicar la masa. La teoría del modelo estándar, que une la mecánica cuántica y la relatividad, fue capaz de explicar casi todo en el universo con una gran precisión, pero tenía un problema: no podía explicar la masa de las partículas. La solución llegó en 1964 con la publicación de artículos que sugerían la existencia de un mecanismo que permitiría a las partículas adquiriera masa sin romper el modelo estándar. Este mecanismo se conoce como la 'ruptura de simetría' y fue clave para introducir la masa en las partículas sin desestabilizar la teoría.

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🌌 El campo de Higgs y la ruptura de simetría

El tercer párrafo profundiza en cómo la ruptura de simetría y la introducción del campo de Higgs resolvieron el problema de la masa en el modelo estándar. Se compara la ruptura de simetría con procesos como el cambio de fase del agua y cómo la elección de un comensal de un pan rompe la simetría. El campo de Higgs es descrito como un campo simétrico que, al romperse, da lugar a la masa en el universo. La existencia del bosón de Higgs fue confirmada mediante la colisión de partículas a altas energías en el LHC, lo que permitió excitar el campo de Higgs y generar el bosón de Higgs. El bosón de Higgs es una manifestación local del campo de Higgs y su descubrimiento es una pieza clave en la búsqueda de nuevas teorías que puedan superar el modelo estándar.

Keywords

💡Bosón de Higgs

El bosón de Higgs es una partícula hipotética que da masa a otras partículas a través de su interacción con el campo de Higgs. En el guion, se menciona como una de las piezas clave del Modelo Estándar de la Física de Partículas y fue descubierto en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), lo que marcó un hito en la comprensión del universo.

💡Modelo Estándar

El Modelo Estándar es una teoría en la física que describe la estructura fundamental de la materia y las fuerzas que actúan entre los partícules subatómicas, excepto la gravedad. En el guion, se destaca cómo el descubrimiento del bosón de Higgs completa el Modelo Estándar, resolviendo una de las preguntas pendientes sobre el origen de la masa.

💡Fuerza débil

La fuerza débil es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, responsable de la desintegración de partículas y la radiación. En el guion, se discute cómo la teoría de la interacción débil se ve afectada por la masa de los bosones mediadores, y cómo el bosón de Higgs es clave para entender su alcance limitado.

💡Ruptura de simetría

La ruptura de simetría se refiere a un cambio en el que una teoría o sistema pasa de un estado simétrico a uno asimétrico. En el guion, se explica que la teoría del bosón de Higgs involucra la introducción y posterior ruptura de una simetría para que las partículas adquieran masa, un concepto clave en la física de partículas.

💡Campo de Higgs

El campo de Higgs es una hipotética entidad que permea todo el universo y es responsable de otorgar masa a las partículas. En el guion, se describe cómo este campo actúa como una especie de 'viscosidad' que resistencia al cambio de movimiento, dando origen a la masa.

💡Gran Colisionador de Hadrones (LHC)

El LHC es una máquina de partículas de alta energía construida por CERN, utilizada para investigar la física fundamental. En el guion, se menciona cómo el LHC fue el lugar donde se confirmó la existencia del bosón de Higgs, a través de la observación de colisiones a altas energías.

💡Masa

La masa es una medida de la cantidad de materia en un objeto y una de las propiedades fundamentales que definen cómo interactúan las partículas con la gravedad. En el guion, se discute cómo la masa se relaciona con la interacción de las partículas con el campo de Higgs y cómo este mecanismo es esencial para la estructura del universo.

💡Física de partículas

La física de partículas es una rama de la física que estudia las partículas subatómicas, sus propiedades y las fuerzas que las gobiernan. En el guion, se aborda cómo el bosón de Higgs es un componente esencial en la comprensión de la física de partículas y el Modelo Estándar.

💡Peter Higgs

Peter Higgs es un físico teórico británico conocido por su papel en la predicción del bosón de Higgs. En el guion, se menciona su contribución a la teoría que lleva su nombre y cómo su trabajo fue fundamental para el entendimiento de la masa en la física moderna.

💡Física de materiales

La física de materiales es una rama de la física que estudia las propiedades macroscópicas de los materiales y cómo emergen de las interacciones a nivel atómico. En el guion, se destaca cómo conceptos de la física de materiales, como la ruptura de simetría, influyeron en la teoría del bosón de Higgs.

Highlights

El 4 de julio de 2019 se cumplen 7 años del anuncio del descubrimiento del bosón de Higgs.

El bosón de Higgs es una partícula que explica cómo las partículas adquieren masa en el universo.

En 1964, Peter Higgs sugirió la existencia de una partícula masiva, conocida hoy como el bosón de Higgs.

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) fue fundamental en la detección del bosón de Higgs.

El descubrimiento del bosón de Higgs fue uno de los hitos más importantes en la historia de la ciencia moderna.

La teoría del modelo estándar, que describe las fuerzas del universo, tenía un fallo: no explicaba la masa de las partículas.

La fuerza débil, una de las fuerzas fundamentales, requiere de un bosón de alta masa para explicar su corto alcance.

La solución al problema de la masa en el modelo estándar llegó en 1964 con la idea de la 'ruptura de simetría'.

El campo de Higgs es una nueva simetría introducida para luego romperla, permitiendo a las partículas adquirir masa.

La ruptura de simetría espontánea del campo de Higgs dio origen a la masa en el universo poco después del Big Bang.

La masa es una oposición al cambio de movimiento, similar a la resistencia que ofrece el agua al movimiento en una piscina.

El bosón de Higgs es una manifestación local del campo de Higgs, similar a una excitación en el espacio vacío.

El descubrimiento del bosón de Higgs fue posible gracias a la colisión de partículas a altas energías en el LHC.

El bosón de Higgs es la última pieza del modelo estándar, una teoría que describe con éxito las fuerzas fundamentales.

A pesar de su éxito, el modelo estándar no es perfecto y se buscan nuevas teorías que incluyan al bosón de Higgs.

El bosón de Higgs es clave en teorías avanzadas como la supersimetría y otras teorías exóticas.

El descubrimiento del bosón de Higgs es un capítulo importante en la física moderna y abrió nuevas vías para comprender el universo.

Transcripts

lea yo

i

dónde

leaño

feliz

felicidades por este hits listos para el

stade completamente el cerebro hoy es 4

de julio 2019 así que se cumplen

exactamente 7 años desde que se

anunciara el descubrimiento del bosón de

higgs en una sala abarrotada del ser así

que hoy es un día maravilloso para que

entiendas de una vez por todas que se

estaba y nada del bosón de higgs vamos

allá

y todo comienza hace unos 50 años en

1964 la revista physics review letters

publica tres sorprendentes trabajos para

intentar explicar el mecanismo según el

cual las partículas adquieren masa en el

universo de esos tres artículos uno

llama especialmente la atención

simetrías rotas y las masas de los

bosones gates por peter weir hicks en

orden esta era la tercera en aparecer y

aunque su contribución era muy modesta

también era determinante en este corto

artículo hicks sugería la existencia de

una partícula voz sónica masiva lo que

hoy conocemos como el bosón de higgs

casi 48 años después y tras tres largos

años de búsqueda el gran colisionador de

hadrones del cern la mayor máquina

construida por el hombre hasta la fecha

considerar con esta partícula

escurridiza en uno de los mayores hitos

de la historia de la ciencia moderna y

es que estamos emocionadísimos porque al

final podríamos gritar al mundo que

entendíamos uno de sus mecanismos más

sutiles se publica en la revista pl uno

de los artículos más importantes de

nuestra era observación de un nuevo de

125 g de masa con el experimento cms l

hs un artículo histórico que dejó por

aquí abajo y que por cierto firmó yo

también como uno de los autores de 50

años frenéticos que han puesto fin a una

de las preguntas más complicadas sobre

el universo el origen de la masa y yo sé

que tú te estás preguntando qué

significa todo esto me puedes ayudar

pues si hoy estudia te presento 6 claves

fáciles y básicas para que entiendas de

una vez por todas qué es esta boya del

bosón de higgs el problema primero

partamos por entender un poquito la

situación newton entendió que el

movimiento de los cuerpos se debe a una

fuerza invisible que llamó gravedad pero

nunca entendió como ésta se producía ahí

está en comprender mecanismo de la

gravedad la distorsión del

espacio-tiempo por la masa pero nunca

entendió qué es esto de la masa en

1964 300 años después de que comenzara

toda esta aventura con el desarrollo de

la ley de la gravitación la teoría de la

gravedad

y en completa seguía sin saberse qué es

la masa y eso que la física para aquel

entonces ya había avanzado un chingo con

la fusión de la cuántica y la

relatividad había nacido una gran teoría

el modelo estándar una teoría elegante

para describir las fuerzas del universo

con una simple fórmula una teoría

fabulosa que era capaz de explicar

prácticamente todo y con una precisión

nunca antes vista era la mejor teoría de

todos los tiempos pero esta fórmula

tenía un fallo capital describía

partículas protones y electrones que no

existen partículas sin más problema que

se vuelve más sangrante cuando hablamos

de la fuerza débil una fuerza de muy

corto alcance recuerden que las fuerzas

en la teoría moderna se explican como el

lanzamiento de partículas bosones y

resulta que el alcance de las fuerzas

está dado por el inverso de la masa del

bosón que se lanza por eso el

electromagnetismo es una fuerza de

alcance infinito porque la masa de la

partícula portadora de esta fuerza es el

fotón es

su alcance infinito

entonces cómo podíamos explicar que la

fuerza de él fuera de tan corto alcance

la partícula en mediadora debería ser un

bosón de altísima masa cómo introducir

bosones de alta masa en el modelo

estándar sin romperlo porque el modelo

estándar es con un castillo de cartas no

puedes poner cualquier cosa encima si no

quieres que se caiga había que encontrar

un mecanismo una forma de que estos

nuevos botones los electro débiles wz

adquirieran masa sin cargarse las

virtudes de la teoría del modelo

estándar cómo hacerlo los físicos no

sabían cómo hacer que las partículas

adquieran masa dentro del modelo

estándar la solución la solución

llegaría en el año

1964 gracias a la publicación de tres

artículos por gerald coral nik richard

hagen tonky vol

françois inglés robert brown y peter

higgs y vendría de la región de la

física de donde menos se podría esperar

de la física de materiales

para la razón por la que el modelo

estándar es tan delicado tan

tiquismiquis que no le puedes meter mano

es que es una teoría basada en simetrías

las fuerzas son simetrías las partículas

son simetrías y todos son grupos de

simetría y aplicaciones de

transformaciones de simetría esto hace

que sea muy difícil incluir algo en la

teoría si no te quieres cargar el

mecanismo que está detrás las simetrías

esto en algo que sonaba muy raro y muy

complejo para todos menos para los

chicos de física de materiales muy

acostumbrados a romper simetrías y es

que en física materiales es bastante

común este proceso que llamamos ruptura

de simetría ocurre por ejemplo en los

cambios de fase como cuando el agua se

transforma en hielo en el agua líquida

las moléculas de h2o danzan libremente

en todas las direcciones mires hacia

donde mires siempre te encuentras el

mismo panorama decimos que hay una

simetría rotacional sin embargo cuando

el agua se congela pasa a estado sólido

y las moléculas se colocan en una

determinada disposición formando una

estructura

la simetría rotacional sea rock ya todas

las direcciones no son iguales pero es

una ruptura aparente las leyes son las

mismas y son simétricas solo han

cambiado las condiciones algo que ocurre

también con frecuencia en un restaurante

tenemos cinco invitados a la mesa en una

disposición totalmente simétrica fíjense

los panes cada comensal tiene dos panes

a su alcance uno derecha y otro a la

izquierda es simétrico verdad pero un

comensal hace la elección elige el de la

derecha está rompiendo la simetría ahora

cada comensal sólo tiene un pan a su

disposición el de la derecha pues en el

modelo estándar estos físicos

propusieron hacer algo similar

introducir una nueva simetría para luego

romperla es el campo de higgs un campo

simétrico que estaría en cada lugar del

espacio en cada momento un campo con una

forma muy particular es lo que se conoce

como el sombrero mexicano cuando la

simetría se cumple las partículas no

tienen masa sin embargo cuando esta

simetría se rompe espontáneamente

aparece la masa del universo algo que

tuvo que ocurrir

poco tiempo después del big bang el

universo al inicio estaba en un estado

simétrico pero al expandirse la pelotita

se cayó rompiendo la simetría fíjese lo

similar que es el caso de la escena de

los cosmólogos y esto al modelo estándar

le encanta estás introduciendo un campo

simétrico que aunque se rompa se

mantiene tal cual en las leyes como algo

simétrico por lo que se respetan las

virtudes del modelo estándar se incluye

un campo presente en todo el espacio que

se queda más a las partículas como actúa

el campo por la forma matemática que

tiene este campo las partículas cuando

interaccionan con él encuentran cierta

oposición al cambio de movimiento esta

oposición al cambio del movimiento es lo

que un físico llama más que es la masa

te estás preguntando pues si

precisamente eso fíjate en esta famosa

ecuación fuerza es igual a masa por

aceleración es decir si quieres acelerar

algo cambiar su movimiento tienes que

ejercer una fuerza y esta fuerza tiene

que ser mayor cuanto mayor es la más

claro eso es más difícil acelerar un

piano que una pelota tiene más masa la

masa es precisamente eso una oposición

al cambio de movimiento así que podemos

imaginar la acción de este campo como

una especie de viscosidad al cambio de

movimiento una buena analogía para

entenderlo es esta un universo sin campo

de higgs es como una piscina vacía te

puedes mover normalmente por ella

siguiente a la piscina de agua te cuesta

más moverte el agua es viscosa el

movimiento ofrece una resistencia eso es

precisamente la masa es como si el mismo

espacio el espacio vacío estuviera

realmente lleno de algo de una energía

de un campo que dificulta los cambios de

movimiento esto es la masa y que unas

partículas tengan más masa que otras se

explica como una especie de afinidad por

este campo como si esas partículas

sintieran más ese agua que está por todo

el cosmos imagina una fiesta si llega un

informático no pasará nada se puede

mover por la fiesta sin impedimento pero

si de repente llega a maluma todos se

lanzan sobre él

a costar moverse el informático sería

una partícula sin masa como el fotón

malo más sería una partícula con masa

como el protón es decir que si tienes

mucha masa puedes decir que eres muy

atractivo al campo de hits la masa es

una resistencia del espacio vacío al

movimiento dada por una afinidad al

campo de hicks y el bosón de higgs en

física de partículas en física moderna

el concepto de partícula es algo muy

diferente a lo que es en física clásica

allí una partícula se entendía como una

esfera maciza tipo una bola de billar

sin embargo para la física moderna las

partículas están relacionadas con los

campos una partícula es una

manifestación de un campo como un grupo

así el electrón es el grupo del campo

electrónico el mont el grupo del campo

mónico y así sucesivamente se generan

estas partículas por excitaciones

locales de este campo así si yo tengo el

campo electrónico en todo el universo y

la por tu energía en este punto

particular de aquí nacerá un electrón es

una manifestación de éste así que ya

podemos entender lo que es el bosón de

higgs es una manifestación local de un

campo universal el campo de hicks que

hemos excitado aportando la energía en

la analogía de la piscina es como si

golpeamos la superficie de la piscina

salen gotas de agua esas gotas de agua

representan el cuanto de la piscina en

nuestro caso el bosón de higgs el bosón

de higgs es una excitación del campo de

higgs como se descubrió el bosón de

higgs pues precisamente esa es la

estrategia si yo golpeo el espacio vacío

con muchísima energía conseguiré excitar

el campo electrónico el campo único el

campo protón y ccoo y saldrán muchísimas

partículas de esta colisión pues si yo

hago esta colisión con muchísima

muchísima muchísima energía y durante

muchísimas muchísimas muchísimas veces

en alguna ocasión conseguiré excitar el

campo de higgs y obtendré una

manifestación de este campo el bosón de

higgs después de más de tres años

tomando datos de colisiones a 40

millones de colisiones por segundo y

energías

de electronvoltios se consigue demostrar

la existencia del bosón de higgs se

produjeron cientos de miles de estos

buzones de hecho la tasa de producción

de porciones de hits en el l hc es algo

así como uno por cada segundo que se

necesiten tantos y sea tan compleja las

operaciones que hay que hacer para

obtener estos botones cosa que pueden

ver en el artículo que pongo aquí abajo

es algo que explicaré en otro vídeo

porque es algo súper interesante se

obtienen botones de hicks colisionando

partículas para excitar el campo de

higgs en el vacío cuántico y ahora que

pues esta es una gran pregunta ahora que

y es que resulta que el bosón de higgs

es la última pieza que faltaba por

encajar dentro de un enorme puzzle una

teoría muy exitosa que conocemos con el

nombre de modelo estándar sin embargo

sabemos que este modelo estándar no es

perfecto no es exacto no es la respuesta

última del cosmos y en sí estas cosas

que fallan dentro de este modelo así que

se buscan nuevas teorías que sean

capaces de encontrar algo mejor y el

bosón de higgs es pieza fundamental en

algunas de estas teorías teorías como la

supersimetría predicen de varios botones

de hits y hay otras teorías exóticas

como que elegís es una partícula

compuesta el gen es un paso más en esta

gran aventura de entender el cosmos en

el que vivimos pues espero que de una

vez por todas hayas entendido qué es

esto del bosón de higgs uno de los

capítulos más interesantes e intensos de

la física actual de la física moderna y

que hemos vivido todo se emplea persona

hemos vivido ese descubrimiento del año

2012 de una forma muy especial yo pude

participar en él aunque de verdad me

llena de orgullo pues yo como siempre me

despido dejándote por aquí algún vídeo

atom y que te puede gustar y

recomendando te quedes mucho el coco que

piense si estudies que quizás seas tú

quien dé con la clave para la

comprensión última del universo para

completar estas teorías para ser el

próximo

einstein pusimos peter higgs la proxima

marie curie quien sabe espero que si yo

por lo pronto me despido hasta el

próximo vídeo piratilla

[Música]