El descubrimiento anunciado en el CERN el 4 de julio del 2012 que va a ser una fecha f\u00e1cil de recordar, es realmente importante. Hay muchos aspectos distintos que valorar.<\/p>\n
El video del anuncio del descubrimiento se puede ver aqui<\/a>.<\/p>\n No hay m\u00e1s remedio que empezar haciendo un poco de historia. El llamado Modelo est\u00e1ndar de las part\u00edculas e interacciones fundamentales<\/em>, que describe lo que su largo nombre indica (aunque normalmente se excluye a la gravedad de este conjunto por ser poco relevante o al menos muy desconocida a La estructura de estas teor\u00edas obliga a que, para incluir en el Modelo Est\u00e1ndar las part\u00edculas e interacciones observadas, haya siempre que a\u00f1adir part\u00edculas nunca observadas al modelo, para completar grupos (multipletes<\/em>), lo que se convierte en una predicci\u00f3n de estas teor\u00edas. La situaci\u00f3n es muy parecida a la que sigui\u00f3 a la creaci\u00f3n de la Tabla Peri\u00f3dica de los elementos por Mendeleiev, con casillas vac\u00edas que se fueron rellenando al descubrirse nuevos elementos. Las part\u00edculas predichas por estas razones fueron descubiertas en las d\u00e9cadas subsiguientes. Todas.<\/p>\n El llamado bos\u00f3n de Higgs<\/em> (que ser\u00eda m\u00e1s justo llamar de Brout-Englert-Higgs<\/em>) no es predicho por estas razones. Hay otras razones por las que hay que inclu\u00edr part\u00edculas en el Modelo Est\u00e1ndar y que son equivalentes a pedir su simple consistencia como teor\u00eda. B\u00e1sicamente son dos: la ausencia de anomal\u00edas cu\u00e1nticas<\/em>, que obliga a incluir multipletes enteros y la renormalizabilidad<\/em>. Es esta \u00faltima la que nos obliga a inclu\u00edr al bos\u00f3n de Higgs.<\/p>\n Antes de a\u00f1adir el bos\u00f3n de Higgs al modelo, se ten\u00eda un modelo que inclu\u00eda a todas las part\u00edculas e interacciones observadas (hasta el 3 de julio de este a\u00f1o), pero que no ten\u00eda la propiedad de ser renormalizable<\/em>. El problema era c\u00f3mo modificar m\u00ednimamente el modelo para hacerlo renormalizable La \u00fanica forma que se les ha ocurrido a los f\u00edsicos te\u00f3ricos es la de implementar un mecanismo llamado ruptura espont\u00e1nea de simetr\u00eda<\/em>, que es una idea muy bella, simple y profunda que est\u00e1 asociada (tambi\u00e9n) a cambios de fase. En estos cambios de fase, part\u00edculas que no ten\u00edan masa, la adquieren y aparece adem\u00e1s un bos\u00f3n<\/em> (part\u00edcula de esp\u00edn entero, no semientero como los fermiones<\/em>) que gen\u00e9ricamente se llama de Goldstone y en el caso concreto que nos ocupa, de Higgs.<\/p>\n Quiero se\u00f1alar que implementarlo en el Modelo Est\u00e1ndar implica que hay una fase en la evoluci\u00f3n del Universo en la que hay una cierta simetr\u00eda que de hecho se \u00abrompe\u00bb (desaparece), produci\u00e9ndose un cambio de fase en el Universo, lo que tiene implicaciones cosmol\u00f3gicas.<\/p>\n La idea de la ruptura espont\u00e1nea de simetr\u00eda se origina en Anderson (f\u00edsico de la materia condensada y premio Nobel) en 1958 y su implementaci\u00f3n hunde sus ra\u00edces mucho m\u00e1s atr\u00e1s (St\u00fcckelberg, 1938). Su implementaci\u00f3n en el contexto de las Teor\u00edas de Yang-Mills a las que corresponde el Modelo Est\u00e1ndar fue essentially the same conclusions have been reached independently by F. Englert and R. Brout Phys.\u00a0Rev.\u00a0Letters<\/em>\u00a013<\/strong> (1964) 321. These authors discuss the same model quantum mechanically in lowest order perturbation theory about the self-consistent vacuum.<\/p><\/blockquote>\n Aunque su art\u00edculo es m\u00e1s claro y contiene la formulaci\u00f3n que ahora se utiliza m\u00e1s, en mi opini\u00f3n Higgs se ha apropiado (posiblemente de forma involuntaria pero sin oponer demasiada resistencia) de la toda la idea, al serle dado al mecanismo y al bos\u00f3n su nombre, pero es completamente injusto ignorar a Brout y a Englert. El primero ya esta muerto. El segundo ha hecho muchas otras contribuciones y aunque estaba sentado al lado de Peter Higgs en el auditorio los periodistas apenas lo han mencionado.<\/p>\n El mecanismo es implementado en su version m\u00e1s sencilla (hay much\u00edsimas) en 1967 en el Modelo Est\u00e1ndar por Weinberg y Salam y en 1972 se demuestra que as\u00ed el modelo es renormalizable (‘t Hooft) y por ello consistente. A partir de ese momento el mecanismo de (ruptura espontanea de simetr\u00eda \u00e0 la<\/em>) Higgs En los 40 a\u00f1os siguientes se encontraron todas las part\u00edculas predichas por el Modelo Est\u00e1ndar salvo el bos\u00f3n de Higgs y al mismo tiempo se han elaborado teor\u00edas para todos los gustos sobre su existencia, masa, multiplicidad, su \u00abelementalidad\u00bb (si est\u00e1 o no compuesto de otras part\u00edculas o es \u00abelemental\u00bb)… El Modelo Est\u00e1ndar tiene que cumplir muchos criterios de consistencia y el mecanismo de Higgs es fundamental para que se cumplan varios. Por otro lado, el Modelo Est\u00e1ndar describe el mundo que observamos con la mayor precisi\u00f3n jamas alcanzada por un modelo cient\u00edfico. As\u00ed que el mecanismo de Higgs tendr\u00eda que ser cierto<\/em>, pero la part\u00edcula cuyo descubrimiento lo confirmar\u00eda no aparec\u00eda. Muchos pensaban (y piensan) que en cierto sentido la vida ser\u00eda mas interesante si no apareciese porque eso nos obligar\u00eda a replantearnos los fundamentos de lo que sabemos y producir\u00eda un caos ben\u00e9fico que conducir\u00eda a una nueva revoluci\u00f3n cient\u00edfica.<\/p>\n No es exagerado decir que el bos\u00f3n de Higgs es la piedra angular del Modelo Est\u00e1ndar (al menos del sector que describe las interacciones electrod\u00e9biles), en parte por ser descubierto el \u00faltimo. El papel que juega a trav\u00e9s del mecanismo de ruptura espont\u00e1nea de simetr\u00eda es tambi\u00e9n muy especial (eso del origen de la masa<\/em> (no de la materia, como dicen muchos periodistas) que voy a intentar explicar ahora) y, como dije antes, tiene importantes implicaciones cosmol\u00f3gicas (pero no nos dice cu\u00e1l es el origen del Universo, como tambi\u00e9n dicen muchos periodistas). Adem\u00e1s, el esfuerzo tecnol\u00f3gico, econ\u00f3mico y humano que se ha hecho para buscarle ha sido inmenso y da para pensar en futuras empresas que la Humanidad podr\u00eda realizar y que forzosamente implicar\u00e1n a m\u00e1s de una generaci\u00f3n.<\/p>\n Para la f\u00edsica actual, el espacio-tiempo esta \u00abrelleno\u00bb de entidades llamadas campos<\/em> (uno por cada tipo de part\u00edcula conocida). Estos campos est\u00e1n en su estado de m\u00ednima energ\u00eda, llamado vac\u00edo<\/em> (a no confundir con la nada). Las excitaciones de los campos sobre el vac\u00edo son las part\u00edculas que observamos.<\/p>\n Un modelo de andar por casa: en un mundo cubierto de agua, si esperamos suficiente, el agua llegar\u00e1 a su estado de m\u00ednima energ\u00eda, formando charcos, estanques… \u00c9se ser\u00eda el vac\u00edo. Las excitaciones del vac\u00edo se pueden visualizar como perturbaciones de la superficie del agua que se producen en un punto y se propagan como ondas. Como sab\u00e9is, la Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica asocia una part\u00edcula a cada onda y viceversa (eso de la dualidad onda-part\u00edcula de de Broglie que antes se ense\u00f1aba en el instituto), de forma que esas ondas que se propagan son equivalentes a part\u00edculas propag\u00e1ndose.<\/p>\n Las excitaciones del campo electr\u00f3nico son los electrones, las del electromagn\u00e9tico, los fotones y las del campo de Higgs, el bos\u00f3n de Higgs.<\/p>\n Las propiedades mas importantes de un campo son las de su vac\u00edo porque determina las propiedades de las part\u00edculas asociadas y, si hay interacciones, las de otras part\u00edculas. El vac\u00edo del campo de Higgs despu\u00e9s de ocurrir la ruptura espont\u00e1nea de simetr\u00eda son tales que muchas part\u00edculas que antes no Se suele utilizar como analog\u00eda de las part\u00edculas movi\u00e9ndose en el vac\u00edo del campo de Higgs la de peces movi\u00e9ndose en el agua con m\u00e1s o menos fricci\u00f3n (el director de mi instituto y algunos de mis colegas lo hacen), pero a m\u00ed me parece muy mala analog\u00eda porque un medio como el agua es un sistema de referencia absoluto, con respecto al que te mueves o no te mueves. Eso no existe en la F\u00edsica despu\u00e9s de Einstein: el movimiento es relativo a un sistema de referencia arbitrario. Tener o no tener masa no depende de moverse. En un medio como el agua, la fricci\u00f3n depende de la velocidad y si los peces no nadan, acaban par\u00e1ndose. En el vac\u00edo del campo de Higgs las part\u00edculas adquieren una determinada masa inerte y se mueven con velocidades constantes indefinidamente si no interactuan con nada (primera ley de Newton).<\/p>\n M\u00e1s que ser un medio, el vac\u00edo de Higgs es una alteraci\u00f3n de las propiedades del espacio-tiempo que se manifiesta a trav\u00e9s de la masa de algunas part\u00edculas.<\/p>\n No os preocup\u00e9is si no lo entend\u00e9is: yo tampoco lo entiendo. Estoy acostumbrado a ello, opero con ello, lo manipulo, pero no tengo una comprensi\u00f3n del fen\u00f3meno y de la relaci\u00f3n entre masa inerte (la que aparece en Hay mucho m\u00e1s que decir sobre el vac\u00edo porque es uno de los temas en los que m\u00e1s se est\u00e1 investigando (la energ\u00eda oscura<\/em> que contribuye a m\u00e1s del 70% de la energ\u00eda del Universo podr\u00eda ser simplemente una manifestaci\u00f3n de las propiedades del vac\u00edo del campo gravitatorio).<\/p>\n Haber encontrado una part\u00edcula nueva, un bos\u00f3n de esp\u00edn cero, en el LHC es un triunfo may\u00fasculo. Cuando se empez\u00f3 a hablar del LHC hace 25 a\u00f1os, muchos pensaban que colisionar hadrones (que son part\u00edculas compuestas, cuyas colisiones son muy \u00absucias\u00bb) era incompatible con detectar nada. Si estalla una granada y recog\u00e9is los trozos, podr\u00edais recomponer la granada, pero si estalla un polvor\u00edn con munici\u00f3n y bombas de todos los calibres, \u00bfser\u00edais capaces de identificar al vuelo los trozos de una \u00fanica granada y recomponerla? Esto es lo que se hace en el LHC y requiere una tecnolog\u00eda (de vac\u00edo, de criogenia, de superconductores, de adquisici\u00f3n y almacenamiento de datos…) que no exist\u00eda cuando se dise\u00f1\u00f3 y que se ha desarrollado s\u00f3lo para el LHC.<\/p>\n 25 a\u00f1os significan muchas generaciones de doctorandos trabajando en un proyecto que la mayor\u00eda no ha alcanzado a ver finalizado. En el futuro (si la crisis no nos devuelve a la Edad Media) veremos muchos m\u00e1s proyectos as\u00ed. La ciencia requiere de esfuerzos colectivos cada vez mayores que se prolongan en el tiempo durante generaciones. Esto requiere una gran estabilidad pol\u00edtica, econ\u00f3mica y social. El LHC es un signo de los grandes logros de la paz en Europa tras la Segunda Guerra Mundial, sin ninguna duda. La duda es si va a haber m\u00e1s proyectos as\u00ed.<\/p>\n Algunas cosas a se\u00f1alar:<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Os pod\u00e9is imaginar los que es hablar del bos\u00f3n de Higgs durante 40 a\u00f1os y descubrirlo. El descubrimiento es obra de literalmente miles de f\u00edsicos, ingenieros, t\u00e9cnicos, obreros…<\/p>\n Los resultados de CMS y Atlas se iban a anunciar en la conferencia de Melbourne pero al final decidieron anunciarlos directamente desde el CERN. Cuesti\u00f3n de mercadotecnia. Han intentado crear tanta expectaci\u00f3n Se debate mucho sobre la ciencia pura y la aplicada, spin-offs, puestos de trabajo creados, subvenciones…<\/p>\n El CERN depende exclusivamente de subvenciones p\u00fablicas directas e indirectas. No tengo informaci\u00f3n sobre el n\u00famero de patentes que tienen, pero dir\u00eda que pocas o ninguna (ser\u00e1n las universidades e institutos que colaboran los que las tengan), pero se desarrolla tecnolog\u00eda punta y se forma a personal altamente cualificado con experiencia en estas tecnolog\u00edas. No hay formaci\u00f3n profesional, m\u00e1steres etc. que forme a nadie en estas \u00e1reas a este nivel y tener a esta gente aqu\u00ed es en s\u00ed mismo un gran beneficio. Creo que la mayor\u00eda de los pa\u00edses miembros as\u00ed lo entienden y por eso siguen contribuyendo. Los grandes, adem\u00e1s, tienen sus propias instalaciones competidoras (en el pasado, ahora son casi simples comparsas) que ahora siguen haciendo experimentos y formando cient\u00edficos y t\u00e9cnicos.<\/p>\n No puedo hacer una evaluaci\u00f3n directa del impacto econ\u00f3mico que el CERN tiene, aunque creo que, de una forma global, es muy positiva.<\/p>\n En el caso de Espa\u00f1a, el CERN ha formado a muchos cient\u00edficos y t\u00e9cnicos, pero, m\u00e1s all\u00e1 de la formaci\u00f3n cient\u00edfica y t\u00e9cnica espec\u00edfica, el CERN ha ense\u00f1ado a muchos los que significa investigar en la frontera, participar en proyectos transnacionales, trabajar y competir en equipo al nivel mas alto, seleccionar al personal por sus m\u00e9ritos y no por enchufes… Un nivel de dedicaci\u00f3n y esfuerzo alt\u00edsimo: doy fe de que la biblioteca del CERN esta abierta las 24 horas del d\u00eda, que siempre hay gente trabajando en alg\u00fan despacho o laboratorio a altas horas de la noche, que all\u00ed se puede dedicar casi todo el tiempo a trabajar sin trabas administrativas, sin casi burocracia, con un salario que te permite no preocuparte al final de cada Si la F\u00edsica es una de las \u00e1reas en las que Espa\u00f1a destaca, creo que es justo decir que en parte se debe a su participaci\u00f3n en el CERN. Seguramente la participaci\u00f3n de los astrofisicos en grandes proyectos internacionales ha tenido efectos parecidos.<\/p>\n Muy probablemente habr\u00e1 quien piense que el CERN es un derroche de dinero. Creo que es imposible descubrir el bos\u00f3n de Higgs inviertiendo menos. Y creo que el impacto que el CERN tiene sobre c\u00f3mo se hace ciencia en Europa y en particular en Espa\u00f1a, bien lo vale.<\/p>\n Profesor de Investigaci\u00f3n del Instituto de F\u00edsica Te\u00f3rica UAM\/CSIC<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" El descubrimiento anunciado en el CERN el 4 de julio del 2012 que va a ser una fecha f\u00e1cil de recordar, es realmente importante. Hay muchos aspectos distintos que valorar. El video del anuncio del descubrimiento se puede ver aqui. Un poco de historia No hay m\u00e1s remedio que empezar haciendo un poco de historia. […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_bbp_topic_count":0,"_bbp_reply_count":0,"_bbp_total_topic_count":0,"_bbp_total_reply_count":0,"_bbp_voice_count":0,"_bbp_anonymous_reply_count":0,"_bbp_topic_count_hidden":0,"_bbp_reply_count_hidden":0,"_bbp_forum_subforum_count":0},"categories":[3],"tags":[7,9,6,8],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.aacte.eu\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.aacte.eu\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.aacte.eu\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.aacte.eu\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.aacte.eu\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6"}],"version-history":[{"count":24,"href":"https:\/\/www.aacte.eu\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":17,"href":"https:\/\/www.aacte.eu\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6\/revisions\/17"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.aacte.eu\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.aacte.eu\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.aacte.eu\/wp\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}<\/a>
\nUn poco de historia<\/h2>\n
\nescalas subat\u00f3micas) se construye a lo largo de varias d\u00e9cadas sobre la base de la Teor\u00eda Cu\u00e1ntica de Campos<\/em> (que combina la Mec\u00e1nica Cu\u00e1ntica y la Relatividad Especial, los pilares de la F\u00edsica como la entendemos hoy) y las llamadas Teor\u00edas de Yang-Mills<\/em> (a veces llamadas de forma poco precisa Teor\u00edas gauge<\/em>; poco precisa porque las Teor\u00edas de Yang-Mills no son las \u00fanicas que est\u00e1n basadas en este tipo de simetr\u00edas).<\/p>\n
\nsin cambiar sus propiedades m\u00e1s importantes (en particular la simetr\u00eda gauge).<\/p>\n
\nhecha independientemente por Brout y Englert y por el brit\u00e1nico Higgs en 1964. Habitualmente (pod\u00e9is verlo en el video de anuncio del descubimiento, que esta accesible en la pagina del CERN indicado al principio) se cita a Brout y Englert primero, luego a Higgs y luego a Kibble, Hagen y Guralnik, que es el orden en el que se publicaron los tres art\u00edculos originales. Es de destacar que el art\u00edculo de Higgs (Phys.\u00a0Rev.\u00a0Letters<\/em>\u00a013<\/strong> (1964) 508), enviado y publicado dos meses m\u00e1s tarde que el de Englert y Brout incluye la siguiente nota:<\/p>\n
\nse consagra como una parte esencial del Modelo Est\u00e1ndar. Pero el mecanismo predice una part\u00edcula nueva (en su versi\u00f3n m\u00e1s simple, porque en otras hay m\u00e1s \u00abbosones de Higgs\u00bb) que es un bos\u00f3n de esp\u00edn cero con masa que nadie ha visto. Hay muchos bosones conocidos (como el fot\u00f3n), pero todos de esp\u00edn uno. Nunca se se hab\u00eda observado hasta ahora uno de esp\u00edn cero.<\/p>\n<\/a>
\nLa f\u00edsica del bos\u00f3n de Higgs<\/h2>\n
\nten\u00edan masa, la tienen despu\u00e9s. Es el vac\u00edo del campo el que da masa a las part\u00edculas, no el bos\u00f3n de Higgs, aunque est\u00e1 asociado a \u00e9l.<\/p>\n
\nla segunda ley de Newton o en la relaci\u00f3n de Einstein $$E=mc^2$$, masa gravitatoria (sobre la que actuar\u00eda el campo gravitatorio, aunque esto es mucho m\u00e1s complicado) y el vac\u00edo del campo de Higgs que a m\u00ed me satisfaga. Creo que mi situaci\u00f3n no es singular y que \u00e9ste es uno de los grandes misterios que tenemos ante nosotros. Encontrar el bos\u00f3n de Higgs confirma que algo de lo anterior est\u00e1 pasando, que es m\u00e1s que una teor\u00eda, y estimula la investigaci\u00f3n en esa direcci\u00f3n.<\/p>\n<\/a>
\nDesde el punto de vista del experimento<\/h2>\n\n<\/ol>\n
\n
\nnuevos descubrimientos.<\/li>\n<\/ol>\n\n<\/ol>\n
\n
\n<\/ol>\n
\n
<\/a>
\nDesde el punto de vista de la comunidad cient\u00edfica (de F\u00edsica de altas Energ\u00edas)<\/h2>\n
\n(rumores, filtraciones, anuncios) como con el anuncio del nuevo IPhone y lo han logrado. En esta \u00e9poca hay que hacerlo as\u00ed para poder seguir pidiendo dinero. Creo que esto el CERN lo ha hecho muy bien, compaginando la auto-propaganda (bien merecida) con la divulgaci\u00f3n cient\u00edfica a una escala que hace mucho que no se ve\u00eda para un acontecimiento de este tipo.<\/p>\n<\/a>
\nImpacto econ\u00f3mico etc.<\/h2>\n
\nmes. Tambi\u00e9n doy fe de que s\u00f3lo gente muy buena consigue una plaza permanente, gente bastante buena, puestos de 5 a\u00f1os (que casi nunca se convierten en permanentes) y s\u00f3lo gente buena los de 2 (que pocas veces se convierten en uno de 5 a\u00f1os).<\/p>\n