Arxiu del dimecres, 14/12/2011

El Higgs al punt de mira

dimecres, 14/12/2011

Higgs Boson.jpg Per començar un aclariment. Això de parlar de “la partícula de Deu” per referir-se al bosó de Higgs és una collonada que cap científic fa servir. El problema és que el nom ha caigut en gràcia i ja el trobem per tot arreu. Sembla que tot va començar amb un llibre que l’autor volia titular “The goddamn particle” que seria alguna cosa semblant a “La maleïda partícula”. Però l’editor va pensar que no quedava bé i va preferir “The God particle” (la partícula Déu), que queda millor en una portada. De manera que potser és el moment de deixar Déu tranquil, que només es tracta de ciència (tot i que quan un nom cau en gràcia…).

I aclarit això, s’ha de reconèixer que ahir va ser un gran dia al CERN. Van presentar els resultats del primer any de treball del LHC, el gran accelerador de partícules que hi ha entre Suissa i França. La pregunta que corria per la xarxa era si finalment s’havia demostrat l’existència del bosó de Higgs i, per una estona, temes relacionats amb la ciència, com #Higgs i #CERN van ser trending tòpic al twitter.

Però perquè és tant important aquesta partícula? Doncs bàsicament perquè ens permetria entendre com és l’univers. Si ens hi fixem un moment ens adonem que a l’univers trobem per una banda diferents energies, i per altra diferents estats de la matèria. Einstein ja ens va fer veure que matèria i energia són dos formes de la mateixa cosa i que es poden convertir l’una en l’altre. Una bomba atòmica només és l’efecte de convertir en energia una petita quantitat de matèria.

La matèria està feta per àtoms, que al seu temps estan fets per partícules com els electrons, els protons, els neutrons i moltes més amb noms cada vegada més curiosos. Cada una d’elles té una massa determinada i precisa. I la pregunta que es feien els físics era, per quin motiu les partícules aquestes tenien aquestes masses? Després de tot, l’univers podria ser perfectament fet només d’energia i aleshores no existiria res de matèria.

Doncs l’any 1964 en Peter Higgs va proposar que tot l’univers està compost per un camp (que s’anomena, és clar, “camp de Higgs”) que el que fa és que les partícules que hi circulen per dins adquireixin massa.

Això dels camps pot sonar estrany, però seria com un camp gravitatori o un camp magnètic. El camp de Higgs estaria constituït per la famosa partícula de Higgs. Unes partícules que interaccionarien amb les altres partícules que passin per allà. Si el que passa és un electró, els bosons de Higgs interaccionaran amb ell (podem imaginar que s’hi enganxen), però ho faran feblement. Per tant l’electró té una massa petita. Si el que hi passa és una partícula mu, els Higgs s’hi enganxaran més fort i el resultat és que la partícula mu tindrà molta més massa. Posem que hi passa un bosó W, doncs els Higgs s’hi enganxaran com a desesperats i la partícula serà molt massiva. En canvi, un neutrí quasi passarà desapercebut pels Higgs i la seva massa serà extremadament petita.

I si el que hi passa és un fotó, doncs no interactua gens amb els Higgs i el resultat és que els fotons no tenen massa.

De manera que la cosa aquesta que anomenem massa només és el resultat de la interacció entre diferents partícules i els bosons de Higgs. Pot semblar estrany, però no és més estrany que dir que allò que anomenem color només és la longitud d’ona d’una radiació electromagnètica.

Això és la teoria. Una teoria que funcionava prou bé i que havia predit algunes partícules que després efectivament s’han trobat. Però la pedra de toc consistia en demostrar l’existència del camp de Higgs, o el que és més fàcil, l’existència de la partícula de Higgs. I això és el que s’especulava que podia passar ahir a la conferència que donaven al CERN.

Va ser una mica desconcertant perquè sembla que el tenen “identificat” però no “demostrat”. Això traduït vol dir que als experiments del LHC han trobat els senyals que semblen correspondre al Higgs, però cal descartar que no sigui simplement soroll de fons que ens està enganyant. La probabilitat que sigui un error és baixa, al voltant de tres sigmes, o sigui menys de l’un per mil. Però per considerar una cosa demostrada els físics demanen que la probabilitat d’error sigui de cinc sigmes, o sigui, una en deu milions.

De manera que ja el tenim al punt de mira, sembla que és ell, però cal augmentar el nombre d’experiments i de deteccions per reduir la probabilitat d’error (que mai és zero) fins al valor de cinc sigmes abans d’obrir el cava.

Quan això passi, entendrem perquè existeix la matèria i, per tant, perquè existeix tot.