ATLAS en LEGO: el bosón de Higgs

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Recientemente, el físico ganador del premio Nobel Peter Higgs, hizo una visita a la Universidad de Manchester y firmó una reproducción en LEGO del experimento ATLAS. Este experimento le hizo famoso porque hizo posible el descubrimiento del bosón de Higgs.

Peter Higgs es un físico británico que en los años 60 propuso una teoría para explicar el origen de la masa de las partículas elementales. Ésta teoría predecía la existencia de una partícula concreta que fue denominada bosón de Higgs. No fue hasta el año 2012 cuando se pudo demostrar su existencia mediante el experimento llamado ATLAS, que fue desarrollado por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). A raíz del descubrimiento este científico adquirió una gran notoriedad, no sólo en el ámbito de la física, sino de la ciencia en general.

De pequeños aprendimos que los átomos están formados por protones, neutrones y electrones. Con el tiempo se fue descubriendo que los protones y los neutrones están constituidos a su vez por unas partículas todavía más pequeñas. A estas partículas las denominaron quarks. A escala subatómica existen también otras partículas elementales como muones, bosones, neutrinos, etc. Los físicos clasifican estas partículas en dos grandes grupos: partículas de materia (fermiones) y partículas de fuerza (bosones). Para simplificar, podemos decir que

- Los fermiones son los que contienen la parte “sólida” de los átomos. Se trata de los quarks, neutrinos, el electrón, el muón, y el tau.

- Los bosones son los encargadas de transmitir fuerzas entre las partículas “sólidas” anteriores. Por ejemplo el fotón estaría asociado a la fuerza electromagnética, el gluón a la fuerza nuclear fuerte que une protones y neutrones en el centro del átomo, los bosones W y Z están asociados a la fuerza nuclear débil también dentro del núcleo atómico, y se especula que podría existir una partícula llamada gravitón que sería la responsable de la fuerza de la gravedad.

atlas en LEGO: modelo estandar subatomico

Llegados a este punto podemos preguntarnos qué es lo que hace tan diferentes a unas partículas de otras, qué es lo que hace que exista tanta diferencia de masa entre ellas y, más profundamente, podríamos preguntarnos aquello de ¿qué es la masa?

Peter Higgs con otros colegas tuvo una idea brillante. Nosotros estamos rodeados por aire y la percepción que tenemos de la resistencia que opone el mismo a nuestro movimiento es nula, porque nacemos en esas condiciones, pero si nos metemos en el agua descubrimos que nuestro movimiento encuentra resistencia. Higgs lanzó la hipótesis en 1964 de que a nivel subatómico pudiera estar sucediendo lo mismo, que existiera un medio, que llamó campo de Higgs, que frenara más a algunas partículas que a otras. La masa sería la medida del frenado a la que una partícula determinada se estaría viendo sometida en ese campo. Visto desde esta óptica, la masa no sería tanto una propiedad intrínseca de la partícula, sino un resultado conjunto de la interacción entre esa partícula y el campo de Higgs. Siguiendo con el ejemplo anterior, en el que el agua está formada por moléculas de H2O que no podemos ver, el campo de Higgs estaría formado por unas partículas de fuerza que denominó bosones de Higgs, unas partículas que eran desconocidas cuando se formuló esta hipótesis.

atlas en LEGO

La existencia del bosón no se pudo comprobar hasta mucho después. En primavera 2013 experimentos realizados en el CERN confirmaron la existencia de la partícula responsable de que el resto de partículas tuvieran masa. Higgs y Englert recibieron el premio Nobel por ello.

atlas en LEGO

Atlas en LEGO

Sascha Mehlhase, un científico del Instituto Niels Bohr de Copenhage, quiso rendirle homenaje a este ilustre personaje realizando una reproducción del famoso experimento ATLAS en LEGO. Utilizó para ello 9500 ladrillos, consiguiendo una réplica a una escala próxima a la de una minifigura.

atlas en LEGO

atlas en LEGO

 

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