¿Qué es el Bosón de Higgs?

John Ellis, físico teórico, responde a la pregunta "¿Qué es el Bosón de Higgs?" en la preparación de la conferencia de prensa que sigue al seminario sobre los resultados del LHC 2012 en la búsqueda del Bosón de Higgs, llevada a cabo el 4 de julio del 2012 en el CERN. Para más detalles: http://cern.ch/press/PressReleases/Releases2012/PR16.12E.html

[video también disponible via https://cdsweb.cern.ch/record/1458922]

¿Qué es el Higgs?

Desde 1964 tenemos esta idea

propuesta por Englert, Brout y Higgs

que dice que el espacio vacío es un medio

y que a medida que las partículas viajan en este medio

algunas de ellas interactúan con él.

y algunas no.

Las que sí interactúan con este medio,

adquieren masa,

y las que lo atraviesan sin interactuar,

esas son las partículas sin masa.

Les doy una analogía:

Imaginen un campo infinito cubierto de nieve

extendiéndose a lo largo del espacio,

llano, sin particularidades, yendo en todas direcciones

quizás como en el medio de Siberia.

Ahora, imaginense que Uds. intentan cruzar

este campo de nieve.

Quizás Ud. es un esquiador,

y se desliza rápidamente por encima,

eso sería como una partícula que

no interactúa con el campo de Higgs,

no se hunde en la nieve, va muy rápido.

Es como una partícula sin masa, viajando a la velocidad de la luz.

Pero quizás Ud. tiene solo zapatos de nieve,

en ese caso Ud. se hunde en el campo de nieve de Higgs,

tiene menos velocidad que el esquiador,

menos que la velocidad de la luz.

Eso es como una partícula con masa, porque Ud. está

conectándose, interactuando, con el campo de nieve de Higgs.

Y finalmente, si Ud. sólo usa unas botas,

entonces se hunde profundamente en la nieve,

muy lentamente,

y sería como una partícula con mucha masa.

Entonces, piensen en este Campo de Higgs como

si fuera este campo de nieve universal

Ahora, dónde entra el bosón de Higgs en todo esto?

Todos sabemos cómo está formada la nieve, verdad ?

Está formada por copos de nieve.

De la misma manera, este campo de nieve universal Higgs

está formado por quanta pequeños,

Esos quanta son como copos de nieve, por eso le llamamos el Bosón de Higgs.

El Bosón de Higgs tiene esta tarea de dar masa

a todas las otras partículas elementales.

Si miran las ecuaciones básicas

del Modelo Estándar, como las escritas en mi camiseta,

son muy simétricas, la forma en que

aparecen todas las diferentes partículas es la misma.

Al menos en las dos primeras líneas no hay nada

que distinga las partículas que tienen diferente masa, por ejemplo.

Pero esta simetría tiene que romperse,

los electrones son más livianos que los muones,

el quark cima es mucho más pesado

que los quarks que forman los núcleos diarios.

Entonces, las dos primeras líneas, las simétricas,

no pueden ser como todas,

tiene que haber algo que descrimine,

que distinga entre los diferentes tipos de partículas.

Y esa es la tarea del Bosón de Higgs,

esta es la tarea de las dos líneas de abajo.

Dependiendo de cuán diferentes sean los tipos de quark

o el electrón y el muón,

dependiendo en cómo se conectan a ese Campo de Higgs, a ese Bosón de Higgs,

es que creemos que adquieren diferentes masas.

La simetría entre estas partículas se ha roto.