Lo Último sobre la materia y en México

Lo Esencial de la Masa.

Retomando el tema de las publicaciones anteriores sobre nuestra comprensión sobre la materia, de lo que estamos hechos, doy un salto hasta el 2012 y sus circunstancias al año siguiente, aquí en México.

Luego de comprobar la existencia del bosón de Higss (o bosón B) en el campo de Higgs en 2012 y responder una de las preguntas más elementales:

¿Cuál es el origen de la masa?,

En el mundo científico principalmente, gracias al Gran Colisionador de Hadrones (LHC), por sus siglas en inglés) de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), por sus siglas en francés), actualmente se plantean por lo menos cuatro preguntas de alta prioridad, aseguró el doctor por la Universidad de Dortmund en Alemania Gerardo Herrera Corral (2 de enero de 1963) investigador de esa organización y del Instituto Politécnico Nacional (IPN).

Dr. Gerardo Herrera Corral, tomado Agencia Informativa CONACYT

Esto es, en parte, un artículo aparecido el 22 de octubre de 2013, en el periódico la Jornada, realizado por el corresponsal en Oaxaca Jorge A. Pérez Alfonso.

Al impartir las charlas “Las partículas del universo” y “El origen del universo”: el “Gran Colisionador de Hadrones y la innovación tecnológica en la Universidad Lasalle de Oaxaca y el Centro Académico y Cultural San Pablo”, respectivamente, el investigador refirió las cuatro importantes preguntas:

¿Por qué el universo está hecho de materia y no de antimateria? 

¿Existen otras dimensiones?, será que ¿Acaso hay más dimensiones que no conocemos?

¿Qué es la materia oscura? y finalmente,

¿De qué esta hecha la materia oscura?

Dijo que los humanos habitamos en tres dimensiones espaciales y una temporal, pero quizá existen algunas más que no percibimos, nuestros sentidos no pueden “sentirlas” y nuestra mente no está preparada para comprender su existencia.

Carl Sagan en su exitosa serie “Cosmos”, hace referencia a “terra – plana”, que es un lugar situado en un universo de tan solo dos dimensiones, en ella viven muy contentas las figuras geométricas que conocemos: triángulos, cuadrados, rectángulos, círculos, etc.

Una tarde, de un buen día, cruza por “terra – plana” un cilindro. La intersección del cilindro con “terra – plana”, es descubierta por un pacífico triángulo equilátero, que solo alcanza a contemplar un muy raro círculo, con una circunferencia que denota que hay algo más en ella, pero él no tiene palabras para describirlas. Conversan ambos seres, y el cilindro le explica que existen tres dimensiones, que de ese modo es el universo en que el habita. Aquello le parece fantástico al triángulito, pero en su intelecto queda incomprendida la teoría que aquel extraño ser la comenta. 

El triángulo piensa: ¿Cómo es que hay un “arriba” y un “abajo”, esas son pamplinas? Sin embargo como es posible que me haya comentado con exactitud lo que pasaba en ese momento en las casas de mis vecinos, parecía efectivamente estarlos viendo desde arriba según me dijo.

Dejemos hasta aquí al triángulo equilátero y su animada charla interior.

Una Cascada, donde fluye el agua en cuatro dimensiones 

Estas cuatro, precisó el doctor, son preguntas que actualmente se hacen los físicos de partículas en el CERN y las cuales algún día serán contestadas. 

Durante mucho tiempo, la prioridad fue demostrar la existencia del bosón de Higss, con lo que se pudo probar cual es el origen de la masa y cómo el campo de Higgs da inercia a las partículas; éste es el descubrimiento más importante de los pasados 30 años; el más importante en la física de partículas y uno de los más relevantes en las ciencias en general. Por un lado viene a completar la visión del universo. Hemos dado un paso importante, aseguró.

Explicó que el Gran Colisionador de Hadrones es un instrumento por el cual se pueden lograr muchos descubrimientos, los cuales son de suma trascendencia, aun cuando la mayoría de las personas no lo crean.

Los avances tecnológicos que se han desarrolla en los años recientes son en beneficio de la humanidad. La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) los pone al servicio de todos. 

Una de esas innovaciones es la radiografía a color, que podrá realizarse gracias al proyecto MARS (Medipix All Resolution System) el cual se encuentra en su tercera etapa y que dispara 10 millones de fotones. Por medio de ella los médicos podrán ver los órganos del cuerpo humano a todo color y podrán hacer diagnósticos más acertados. No es sólo juguete de físicos, como piensa la gente; esto tiene consecuencias benéficas para el mundo entero afirmó.

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es un proyecto de largo plazo, que abarca hasta 2025; se llevó mucho tiempo su construcción y tendrá muchos aportes que ofrecer, afirmó.

Agregó que es por esa razón que las potencias mundiales financian a la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), y es necesario que lo sigan haciendo. 

Nosotros sostenemos que las grandes sumas de dinero que se invierten no son recursos perdidos, en tanto que dan resultados, como lo hará la radiografía a color, pero no se lo dará a la Organización Europea para la Investigación Nuclear, porque ésta no patenta, cuando lo hace es para proteger la libertad de uso, no para obtener recursos.

Y esto es muy importante, garantizar la libertad de uso del conocimiento, un tema prioritario ahora que está de moda patentar todo. Con la consigna de evitar que Europa se convierta en algo similar a China, se pretendía introducir cambios a la legislación, a efecto de evitar dicha transformación.

De hecho hace un par de días “Wikipedia” versión en español se fue de la red como protesta y regresó hasta después de que fue rechazada en el parlamento europeo la “Reforma Del Derecho de Autor”, con 318 votos en contra, 278 a favor y 31 abstenciones. La enciclopedia colaborativa protestó contra esta ley que ponía en riesgo la Internet tal y como la conocemos.

Microescopios

Luego de recordar que el universo tiene 13 mil 800 millones de años de edad, Herrera Corral destacó que para seguir estudiando el universo en la actualidad ya no se requieren los grandes telescopios; ahora son necesarios los “microescopios”.

Explicó que al usar los telescopios entre más lejos se ve lo que se observa es hacia el pasado, pero que al llegar a los 380 mil años se topan con un muro de oscuridad, donde se requiere un “microescopio” que permitirá observar lo que ocurrió detrás de ese velo de oscuridad.

En el CERN se construyó el LCH precisamente para ver cómo era el universo detrás de ese velo de oscuridad y cuál ha sido el origen de todo.

Ante decenas de estudiantes de diversas facultades y público en general, el doctor aseguró que pese a lo que muchas personas han llegado a pensar de que los experimentos realizados en el LHC no crearán agujeros negros, se tienen grandes precauciones para evitar cualquier catástrofe en la explosión de protones, los cuales generan mínima radiación. La naturaleza efectúa cada segundo 10 mil experimentos de los que hacemos en el colisionador y el mundo no se ha acabado.

Lamentó que en México no haya mucho interés por participar en experimentos científicos, como ocurre en Europa, donde los políticos participan, opinan y financian constantemente proyectos, pues saben que de ahí surgirán los avances tecnológicos, como la radiografía a color.

El libro del doctor Herrera Corral, oriundo de la ciudad de Delicias ubicada en el estado de Chihuahua: “El Universo: la historia más grande jamás contada” fue publicado en enero de 2016, mientras que “El Azaroso Arte del Engaño: Historias del mundo de la casualidad y la estadística”, lo fue en marzo pasado. Ambos altamente recomendables para conocer puntos de vista diferentes y calificados sobre nuestra realidad.

Una traza hipotética del bosón de Higgs en una colisión simulada de protón contra protón. 

Tomado de Lucas Taylor CERN

El Bosón de Higgs es una partícula elemental propuesta en el Modelo Estándar De Física De Partículas.

Recibe su nombre en honor a Peter Higgs (29 de mayo de 1929) quien propuso en 1964, el hoy llamado mecanismo de Higgs, para explicar el origen de la masa de las partículas elementales. Postuló que al inicio del universo las partículas existentes no tenían masa, la adquirieron un tiempo después, al interactuar con un campo hipotético, ahora llamado “Campo de Higgs”, el cual abarca todo el espacio, permeándolo, dotando de masa a las partículas que interaccionan con él. Se dice que su trabajo estuvo fundamentado en la teoría de Yoichiro Nambu (1921 – 2015) de la “Ruptura Espontánea de Simetría electrodébil” sustentada en lo que se sabe que sucede en la “Superconductividad” de la materia condensada. Sin embargo, la teoría predijo partículas sin masa (el teorema de Goldstone) cuyos resultados no fueron observados claramente en los experimentos. En un pequeño articulo publicado en “Physics Letters” (del CERN) Higgs evitó mencionar el citado teorema. Para posteriormente en un nuevo artículo describir el “proceso de Higgs”.

El Bosón de Higgs constituye el cuanto del campo de Higss, (la más pequeña excitación posible de este campo). Según el modelo propuesto, no posee espín, carga eléctrica o color, es muy inestable y se desintegra rápidamente, su vida media es del orden del zeptosegundo (que es la miltrillonésima parte de un segundo (10^-21s). En un segundo hay mil trillones de zeptosegundos). En algunas variantes del Modelo estándar puede haber varios bosones de Higgs.

La existencia del bosón de Higgs y del Campo de Higgs asociado serían el más simple de varios métodos del Modelo Estándar de la Física de Partículas que intentan explicar la razón de la existencia de masa en las partículas elementales. Esta teoría sugiere que un campo impregna todo el espacio, y que las partículas elementales que interactúan con él adquieren masa, mientras que las que no interactúan con él, no la tienen. 

En particular, dicho mecanismo justifica la enorme masa de los bosones vectoriales W y Z, que son las partículas mediadoras de la interacción nuclear débil, cuya tarea es cambiar el “sabor” de los leptones y los quarks; así como también la ausencia de masa de los fotones, que son las partículas elementales que realizan las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético, portadora de la radiación de los rayos: “Gamma”, “Equis”, luz ultravioleta, luz visible, luz infrarroja, de las microondas, de las ondas de radio.

Tanto las partículas W y Z, como el fotón son bosones sin masa propia, los primeros muestran una enorme masa porque interactúan fuertemente con el campo de Higgs, y el fotón no muestra ninguna masa porque no interactúa en absoluto con el campo de Higgs.

Higgs ganó el premio Nobel de Física en el año 2013, tras el descubrimiento de la famosa y ya mítica partícula, “De Dios”. Nombre popular, aunque inexacto.