HOY SÍ que vas a entender EL BOSÓN DE HIGGS
Summary
TLDREl 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
🔬 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.
🌐 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.
🌌 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.
Mindmap
Keywords
💡Bosón de Higgs
💡Modelo Estándar
💡Fuerza débil
💡Ruptura de simetría
💡Campo de Higgs
💡Gran Colisionador de Hadrones (LHC)
💡Masa
💡Física de partículas
💡Peter Higgs
💡Física de materiales
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]
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