Deia Albert Einstein que un no ha entès realment una cosa fins que no és capaç d'explicar-la a la seva àvia. Acceptem el repte i intentem explicar de manera senzilla què és la partícula de Higgs i per què és transcendent la cerca.

Estimada àvia:

La física no és una qüestió tan complicada com sembla. En els últims mesos, hauràs escoltat parlar sobre aquesta partícula que els científics s'afanyen a buscar amb les seves gegantesques màquines a Ginebra i de la qual depèn bona part del nostre coneixement sobre el món. L'anomenen el bosó de Higgs. Fa una setmana, els físics del CERN van anunciar que tenien la partícula acorralada i que aviat podrien dir-nos tant si existeix com si no. Com és possible que encara no ho sàpiguen?, Et preguntaràs. I com pot tenir tanta importància una partícula tan insignificant que ni tan sols la podem detectar?

L'assumpte, estimada àvia, es remunta a fa 13.700 milions d'anys. Llavors es va formar la matèria i es van produir uns nivells d'energia increïbles en el que coneixem com Big Bang. Però anem a saltar aquesta part. Molt temps després d'allò, els nostres científics estan intentant comprendre de què estan fetes les coses i, no menys important, com romanen unides. Respecte a la primera pregunta, i després de molts pals de cec, els físics han aconseguit desentranyar el trencaclosques de la matèria i ja tenen un catàleg molt interessant.

Les coses estan fetes d'àtoms, i dins d'aquests àtoms hi ha altres partícules més petites com les que componen el nucli, protons i neutrons, els electrons (que orbiten), els quarks, etc. Per trobar noves partícules, els científics les acceleren a una gran energia i les fan xocar entre elles en grans col·lisionadors. Com l'energia i la massa s'han de conservar, quan falta una part al final del procés els físics saben que s'ha d'haver creat una partícula nova. Així es va deduir l'existència d'un altre personatge que s'ha fet molt popular últimament, el famós neutrí. I així es busca el bosó de Higgs.

Quant a la manera com s'uneixen les coses, després de moltes investigacions sabem que hi ha quatre forces fonamentals: la de la gravetat (la que fa que en pegar un saltet tornis a caure a terra, per exemple), l'electromagnetisme (que permet funcionar als motors i als telèfons mòbils), la força nuclear forta (que manté unit l'interior del nucli dels àtoms) i una quarta força coneguda com a força nuclear feble i que apareixia en alguns processos concrets, com el que es produeix en els elements radioactius, com l'urani o el plutoni.


Doncs bé, investigant aquest fenomen, i en el seu afany per unificar les coses, els científics es van adonar que a altes energies, la força feble i l'electromagnetisme es comportaven igual, però a baixes energies eren molt diferents. La partícula responsable de l'electromagnetisme, el fotó, no tenia massa, però les partícules responsables de la interacció feble, anomenades bosons W i Z, tenien una massa enorme. És a dir, a altes energies es comportaven igual que el fotó, com si no tinguessin massa, però a baixes energies no. La pregunta que va sorgir llavors era encara més interessant. Ja sabíem de què estan fetes les coses i com romanen unides però, per què tenen massa les partícules?

El 1964, un físic britànic anomenat Peter Higgs va proposar una solució que altres desenvoluparien més tard: hi havia un camp, invisible però present en tot l'univers des del Big Bang, que era el responsable de donar-li massa a les coses. Com ho feia? Per entendre-ho, necessito que t'imaginis l'univers com una gegantesca piscina. Tot el que avança en l'aigua es troba una resistència, després l'aigua (el camp de Higgs) és el que els dóna la massa. Unes partícules troben molta resistència (tenen més massa) i altres no troben cap (com els fotons, la llum). Igual que l'aigua està composta de molècules, aquest camp de Higgs està compost d'una sèrie de partícules hipotètiques, les conegudes com bosons de Higgs.

Per entendre-ho, vaig a adaptar un exemple que posen els científics del CERN. Imaginem una sala plena d'àvies. Cadascuna d'elles seria un bosó i juntes compondrien el camp de Higgs (l'aigua de l'anterior exemple). Si entrés algú molt famós a l'habitació, es produirà una expectació al seu voltant que acabarà traduïda en certa resistència al seu avanç. En aquest cas el famós seria com una partícula i el camp de Higgs serien les àvies, que li farien guanyar massa. El meu amic Ismael ho explicava l'altre dia amb una platja per la que avancés un venedor de gelats amb el seu carret i que estigués plena de nens invisibles. Els nens s'arremolinarían entorn d'ell i li impedirien avançar, donant-li massa. En aquest cas els nens serien els bosons de Higgs.

Vas veient per on van els trets? Tranquil·la, encara estem començant i tornarem sobre aquest assumpte. Perquè ho entenguis millor, has de saber que tot el coneixement que t'he exposat anteriorment compon el que els físics coneixen com Model Estàndard de la Física. Es tracta d'una equació amb moltíssimes variables i funciona perfectament per tot el que ens proposem. I ara sí, agafa't àvia, perquè aquesta és l'equació:





¿Impressionada? No era la meva intenció espantar-te, només t'he posat la fórmula perquè et fixis en un detall i comprenguis per què s'entesten els científics a buscar el bosó de Higgs. Torna a mirar l'equació i fixa't en les "H". Aquest valor representat a la fórmula és el bosó de Higgs i, encara que no ho hem trobat, és fonamental perquè l'Univers es comporti com es comporta, ja que cada vegada que posem en marxa l'equació, les nostres prediccions funcionen.

Per què és tan difícil trobar el bosó de Higgs? Encara que tenim mesures indirectes de l'existència del camp de Higgs, cal trobar la partícula per tenir la certesa que existeix. Però això és realment difícil, perquè quan intentem veure'ls, els bosons de Higgs es desintegren immediatament cap a un altre tipus de partícules i no hi ha manera de registrar.

Perquè et facis una idea, la vida mitjana (en repòs) d'un bosó de Higgs de 125 GeV és d'una bilionèsima de bilionèsima de segon, un yoctosegon (quina paraula per presumir amb les amigues!). El que estan fent amb aquesta gran màquina de Suïssa, l'LHC, és fer que moltes partícules xoquin entre si a gran velocitat i veure les empremtes que deixa darrere seu el bosó. De moment, les proves no són prou precises per trobar-però sí per "acorralar", ja saben en quin ventall d'energia pot aparèixer i com ho aniran estrenyent en els pròxims mesos, aviat sabem si aquesta "H" de l'equació existeix, si en realitat són diverses partícules en comptes d'una o si no hi ha rastre del famós bosó i als físics els toca tornar a fer comptes.

Veurem què passa al llarg de l'any de 2012 i tornaré a explicar què han trobat i si sabem una mica més del nostre univers o seguim fets un embolic.

Fins llavors, cuida't molt. Records a l'avi.

Antonio

* PD. Cap àvia va resultar ferida durant l'elaboració d'aquest article. Si la teva àvia és llicenciada en física i no necessita que el seu nét li expliqui res, dona-li la culpa a Einstein, per basar-se en estereotips caducs i injustos sobre les àvies. LAINFORMACION.COM