Higgs, les pomes, els perfums i l’any 9595

Poma.jpg Aquesta setmana, els científics del CERN han anunciat la descoberta d’una nova partícula, amb una massa 125 vegades la del protó. Ho han anunciat davant un auditori expectant que comptava amb la presència de Peter Higgs. Amb tota probabilitat, aquesta nova partícula és l’esperat bosó de Higgs.

Per dir-ho en poques paraules, el bosó de Higgs és el causant de que les coses que ens envolten tinguin massa. I les coses pesen i cauen a terra perquè tenen massa. Les pomes tenen massa, i per això pengen de les branques dels arbres i finalment (si ningú les recull) cauen a terra.

Isaac Newton (sembla ser que tot observant la caiguda d’una poma) va descobrir la llei de la gravitació universal. Newton ens va explicar que tots els objectes s’atrauen, sotmesos a la força gravitacional. La força d’atracció és proporcional al producte de les masses dels dos objectes, i inversament proporcional al quadrat de la seva distància. Podem caure a terra perquè la terra ens atrau. Quan els astronautes van anar a la lluna, evidentment tenien la mateixa massa que quan eren aquí, abans de marxar. Però a la lluna, el seu pes era menor perquè la massa de la lluna és molt menor que la massa de la terra. I, segons la llei de Newton, si una de les masses es redueix, la força d’atracció es redueix. La nostra massa i la massa dels nostres objectes no canvia; en canvi, el pes depèn d’on som. En física, la massa es mesura en quilos. Si pesem 70 quilos a nivell del mar, això implica que la nostra massa és de 70 quilos.

La nostra massa és la suma de les masses dels àtoms que formen les molècules i les cèl·lules del nostre cos. La massa dels àtoms és bàsicament la massa dels protons i neutrons dels seus nuclis. A més ara sabem que els protons i neutrons són conjunts de partícules elementals, els quarks. Tot plegat ho hem anat descobrint al llarg del temps, des dels Grecs i Demòcrit fins al segle XX. Però, qui els dona la massa, als quarks?

Una manera d’entendre el que significa el bosó de Higgs és entendre el concepte de camp, tal com el defineixen els físics. Amb la metàfora que em van explicar a les classes de física de batxillerat, un camp és com un perfum. Les olors dels perfums modifiquen l’entorn. Detectem els perfums quan passem prop d’una persona que el porta. Els camps son com les olors: modifiquen l’espai i els podem detectar a qualsevol lloc, fins i tot lluny del lloc on s’han generat.

En Peter Higgs, l’any 1964, va proposar la teoria que ara s’està corroborant. Segons Higgs, tot l’Univers, fins i tot el buit, està impregnat d’un camp invisible, constant i no nul. La mínima porció possible d’aquest camp és el bosó de Higgs. Aquest bosó és la unitat bàsica del camp de Higgs, és un quanta d’aquest camp segons l’actual terminologia de la física quàntica. El que hem trobat és una rajoleta d’aquest perfum que ens envolta i penetra, del perfum omnipresent de l’Univers. Però el camp de Higgs és un perfum que no podem percebre. De la mateixa manera que alguns animals perceben sons i olors que nosaltres no detectem, el camp de Higgs només el poden detectar les partícules elementals. Quan interaccionen amb el camp de Higgs, les partícules adquireixen massa. Però hi ha diferències: els quarks hi interaccionen més que l’electró, amb el camp de Higgs. Per això veiem que els quarks tenen una massa molt més gran que la dels electrons. Els electrons, en tenir menys massa, són més àgils i poden fàcilment produir tots els fenòmens elèctrics que coneixem.

El bosó de Higgs és la partícula que mancava per poder completar l’anomenat model estàndard de les partícules elementals. El model estàndard preveia que l’univers estava format per combinacions de 17 partícules elementals, i fins ara només n’havíem descobert setze…

La recerca en partícules elementals no és senzilla d’entendre ni d’explicar, però té un fort impacte mediàtic. Ens agradaria entendre l’estructura de l’Univers, de la mateixa manera que ens agradaria entendre l’estructura i funcionament del nostre cervell. La bona noticia és que en cap d’aquests camps (i tampoc en molts d’altres) ens avorrirem. Són tantes les preguntes pendents i tant immens el camp obert per noves investigacions, que no cal patir. Les properes generacions es plantejaran noves preguntes, cada cop entendran alguna cosa més, i cada cop tindran més preguntes pendents. Com diu en Michael Shermer, cal mantenir la curiositat, però és bo evitar l’actitud dels profetes que pronostiquen que tot passarà durant la seva pròpia existència. És millor pensar, com ell diu, que ho acabarem entenent tot una mica més l’any 9595, si és que algun dels nostres descendents hi arriba.

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús