En la branca de la física quàntica s'intenta estudiar el mecanisme pel qual s'origina la massa de l'univers. Gràcies a això s'ha pogut descobrir el bosó de Higgs. Es tracta d'una partícula elemental que es pensen els científics que té un paper fonamental per poder conèixer com es va originar l'univers. La confirmació de l'existència d'l'univers és un dels objectius del gran Col·lisionador d'Hadrons. Es tracta del major i més potent accelerador de partícules de tot el món.
En aquest article anem a explicar i què és el bosó de Higgs, quines són les seves característiques i quina importància té.
Importància de l'bosó de Higgs
La importància de l'bosó de Higgs és que és l'única partícula que és possible que pugui explicar l'origen de l'univers. El model estàndard de la física de partícules descriu perfectament a totes aquelles partícules elementals i les interaccions que tenen amb el medi que els envolta. No obstant això, queda una part important de per confirmar que és la que ens pot donar una resposta a l'origen de la massa. Cal tenir en compte que si l'existència de la massa de l'univers es va donar lloc diferent a què coneixem. Si un electró no tinguessin massa no existirien els àtoms i tampoc existiria la matèria tal com la coneixem. Si massa no existiria la química, ni la biologia ni tampoc existirien els éssers vius.
Per poder explicar la importància de tot això, el britànic Peter Higgs en els anys 60 va postular que hi ha un mecanisme que es coneix com el camp de Higgs. A l'igual que el fotó és un component fonamental quan ens referim als camps magnètics ia la llum, aquest camp requereix de l'existència d'una partícula que pugui arribar a compondre-. Aquí rau la importància d'aquesta partícula atès que és l'encarregada de fer que el propi camp pugui arribar a funcionar.
Funcionament de l'mecanisme
Anem a explicar una mica com funciona el mecanisme de el camp de Higgs. Es tracta d'una espècie de continu que s'estén per tot l'espai i està format per un incomptable nombre de bosons de Higgs. És la massa de les partícules la qual estaria causada per una fricció amb aquest camp pel que es pot treure conclusió que totes les partícules que tenen una fricció major amb aquest camp tenen una major massa.
Som molts els que no sabem bé el que és un bosó. Per poder entendre una mica més tots aquests conceptes una mica més complexos, anem analitzar què és un bosó. Les partícules subatòmiques es divideixen en dos tipus: fermions i bosons. Aquests primers són els encarregats de compondre la matèria. La matèria que coneixem avui dia està composta per fermions. D'altra banda, tenim els bosons que són els encarregats de portar les forces o interaccions de la matèria entre elles. És a dir, quan la matèria pot arribar a interaccionar entre una i altra exerceix una força i és determinada pels bosons.
Sabem que els components d'un àtom són els electrons, protons i neutrons. Aquests components de l'àtom són fermions, mentre que el fotó, gluó i els bosons W i Z són els responsables respectivament de les forces electromagnètiques. També són els responsables que existeixin les forces nuclears fortes i febles.
Detecció de el bosó de Higgs
El bosó de Higgs no es pot detectar directament. La raó d'això és que una vegada que es produeix la seva desintegració és gairebé instantània. Una vegada que es desintegra dóna lloc a altres partícules elementals que són més familiars entre nosaltres. Pel que tan sols podem veure de el bosó de Higgs seves petjades. Aquestes altres partícules que podrien ser detectades en el LHC. A l'interior de l'accelerador de partícules col·lisionen protons entre si a una velocitat molt propera a la de la llum. A aquesta velocitat sabem que existeixen col·lisions en punts estratègics i aquí es poden col·locar grans detectors.
Quan les partícules tan col·lisió camino entre si generen energia. Com més gran sigui l'energia que generen les partícules a l'xocar més massa poden tenir les partícules resultants. A causa de que la teoria establerta per Einstein no estableix la seva massa, sinó un ampli rang de possibles valors, es requereixen d'acceleradors de partícules amb molta potència. Tot aquest camp de la física és un nou territori per explorar. La dificultat per conèixer i indagar sobre aquestes col·lisions de partícules és una cosa bastant car i complex de dur a terme. No obstant això, l'objectiu principal d'aquests acceleradors de partícules és descobrir el bosó de Higgs.
La resposta per saber si s'ha trobat per fi el bosó de Higgs es defineix en estadística. En aquest cas, les desviacions estàndard indicar la probabilitat que un resultat experimental es pugui beure a una casualitat en comptes de ser un efecte real. Per això, ens cal aconseguir una major significació dels valors estadístics i així augmentar les probabilitats d'observació. Cal tenir en compte que tots aquests experiments necessiten analitzar moltes dades ja que el col·lisionador de partícules genera unes 300 milions de col·lisions per segon. Amb totes aquestes col·lisions, les dades resultants són força difícils de poder a realitzar.
Beneficis per a la societat
Si per fi es descobreix el bosó de Higgs pot ser tot un avanç per a la societat. I és que marcaria el camí a la investigació de molts altres fenòmens físics com és la naturalesa de la matèria fosca. La matèria fosca se sap que compon més o menys el 23% de l'univers, però les seves propietats són molt desconegudes. És un repte per a la disciplina i experiments amb l'accelerador de partícules.
Si mai s'arriba a descobrir el bosó de Higgs obligarà a formular una altra teoria per poder explicar com les partícules obtenen la seva massa. Tot això comportarà a l'elaboració de nous experiments que puguin confirmar o desmentir aquesta nova teoria. Cal tenir en compte que aquesta és la forma en la qual la ciència idònia. Cal buscar una incògnita i experimentar fins a trobar les respostes.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre el bosó de Higgs i les seves característiques.