Concurso Reporteros en la Red

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1 Concurso Reporteros en la Red Mención Especial ESO Todo sobre la nada Autor: Guillermo Gómez Fonfría y Luis Arribas Ortega Profesor: Miguel Ángel González Aguilar Colegio: Colegio Nª Señora de la Merced y S. Francisco Javier (Burgos) Laboratorio Virtual Ibercaja Gertrudis Gómez de Avellaneda, Zaragoza labvirtual@ibercajalav.net

2 Introducción La materia es un concepto cercano y sencillo pero también, al mismo tiempo, desconocido para el ser humano. La definición básica para este concepto sería todo lo que tiene masa y ocupa espacio, pero también sabemos que está formada por moléculas y éstas por átomos. En muy pocosos años, las nociones que tenemos sobre la materia han avanzado bastante. Como prueba de ello, no hace falta remontarse mucho en el tiempo; basta fijar la mirada en el siglo XIX, cuando todavía se desconocía la posibilidad de dividir el átomo. Hoy día, sin embargo, ya sabemos que los átomos se componen de protones, neutrones y electrones y que estas porciones de materia son aún divisibles en partículas más pequeñas, como los quarks, los leptones y los bosones. A una de estas últimas partículas, en concreto al conocido bosón de Higgs, se la ha denominado en el mundo científico partícula divina, una entidad aún por descubrir, que sería la pieza clave para lograr explicar completamente, de manera lógica y científica, la estructura de la materia. Su descubrimiento, además de dar sentido a las teorías de la física subatómica, podría implicar, nada más y nada menos, que la NADA no existe, ya que el bosón de Higgs estaría, en teoría, presente incluso en el vacío. Física Cuántica La física (o mecánica) cuántica, es la rama de la física que explica el comportamiento de la materia y la energía. Supuso uno de los grandes avances en el siglo XX, siendo una de las ramas principales de la física. Gracias al desarrollo de la mecánica cuántica, se han podido usar sus múltiples aplicaciones en el desarrollo de numerosas y novedosas tecnologías. Un estudio científico demuestra que el uso de las tecnologías desarrolladas a partir de esta rama de la física, supone, aproximadamente, el 30% del PIB de Estados Unidos. Ésta es la última y más relevante aplicación de la ciencia física. El inicio de su estudio se remonta a comienzos del siglo XX, cuando las teorías físicas clásicas quedaron obsoletas para dar explicación a ciertos fenómenos físicos. Figura 2: El teletransporte, aunque en un futuro lejano, supone una de las aplicaciones más inquietantes de la mecánica cuántica. El Bosón y otras partículas elementales Figura 1: Los átomos forman la materia, aunque estos están, a su vez, formados por otras partículas. Las partículas elementales son las piezas básicas que constituyen la materia debido al hecho de no estar formadas por otras partículas más pequeñas ni tener estructura interna conocida.

3 Originalmente, el término partícula elemental se usó para toda partícula subatómica (protones, neutrones y electrones). Sin embargo, a partir de los años 70, quedó claro que los protones y neutrones estaban compuestos de otras partículas más simples, por lo que actualmente se usa el nombre de partícula elemental para estas partículas más sencillas, que hasta donde han sido investigadas, no están formadas por otras partículas más pequeñas. Los físicos creen actualmente que los fermiones, leptones, quarks y bosones, son las partículas más elementales de la materia. Los dos grupos más importantes son los fermiones y los bosones. Mientras los primeros son las partículas que componen la materia, los segundos son los que portan las fuerzas. La denominación bosón fue dada en honor al físico indio Satyendra Nath Bose. ha invertido para ser descubierta. Los físicos han advertido que la existencia de esta partícula, por muy diversas razones, puede evitarles más de un quebradero de cabeza. Figura 4: Bosón de Higgs, Wanted. Su existencia supondría una enorme revolución en los conceptos que actualmente tenemos sobre la nada y el vacío, los cuales dejarían de existir, porque este bosón puede encontrarse en lo que hasta ahora se denominaba vacío. Pero para explicar el bosón de Higgs, antes hay que hablar de la teoría de Higgs, según la cual una fuerza es el efecto de un campo. La propuesta de Higgs fue revolucionaria al afirmar que existe un campo que llena el espacio y que, cuando las partículas interaccionan con él, adquieren masa. Figura 3: Partículas elementales. El Bosón de Higgs Los físicos llaman al bosón de Higgs la partícula divina, porque es la pieza que les falta para comprender la estructura de la materia a nivel subatómico, una escala más pequeña que la atómica. Esta partícula elemental es la partícula que explicaría el origen de la masa del Universo. Lo escurridiza que es la partícula así como su importancia para explicar fenómenos hasta el momento inexplicables, han hecho que sea aquella minúscula parte de la materia en la que más dinero se Según esta teoría, la masa no sería una propiedad de la materia sino que ese campo de Higgs llenaría el universo y aportaría masa a todas las partículas que se mueven en él. Y precisamente sería este bosón la partícula asociada al campo de Higgs que conferiría masa a la materia. La demostración de la existencia de dicha partícula, que se está buscando desde hace más de cuarenta años, sentaría definitivamente las bases de la física o mecánica cuántica. Cabe mencionar que los bosones de Higgs, también son denominados partículas de Dios o partículas

4 divinas a raíz del artículo divulgativo que redactó Leon Lederman en 1988, por el cual fue laureado con el Nobel de Física. El mecanismo de Higgs fue planteado teóricamente en 1964 por François Englert, Robert Brout y Peter Higgs, pero fue este último el que logró mayores avances en el tema. Una de las consecuencias de la mecánica de Higgs es que si realmente existe dicho bosón, el concepto que actualmente tenemos de la nada y del vacío cambiaría radicalmente, ya que este bosón puede encontrarse en el vacío. Lamentablemente, el bosón de Higgs no ha sido observado experimentalmente hasta la fecha, a pesar de los grandes esfuerzos por los mejores laboratorios de investigación del mundo. Peter Higgs Peter Ware Higgs es un físico nacido en mayo de 1929 en Newcastle, Inglaterra. Es mundialmente conocido en el mundo científico por haber desarrollado en los años 60 una teoría que explica el origen de la masa de las partículas elementales (aquellas que carecen de estructura interna y, por tanto, no están formadas por otras partículas) y en especial de los bosones W y Z. Con su teoría se podría demostrar la existencia del bosón que lleva su nombre. En este sentido, parece que los aceleradores de partículas actuales ya están diseñados con la suficiente potencia. En los aceleradores de partículas, como en el gran Colisionador de Hadrones que el CERN tiene ubicado en la frontera franco-suiza, el más grande y potente del mundo, por cierto, se está trabajando intensamente para su descubrimiento. Se espera que el Gran Colisionador de Hadrones, construido en el CERN (institución europea para el estudio de las partículas elementales de la materia), pueda confirmar o desmentir la existencia de este bosón. Una reciente noticia anuncia que científicos españoles que trabajan en el acelerador de partículas norteamericano Tevatron han obtenido la mejor medida hasta la fecha del bosón W, un hecho que ayudará a acotar la búsqueda de la partícula de Dios Quién ganará finalmente la carrera? Figura 5: El mayor acelerador de partículas del mundo está en Suiza. Figura 6: Profesor Peter Higgs.

5 La comunidad científica especula con que el profesor Higgs podría obtener el premio Nobel si se demuestra la existencia de su bosón. La educación de Peter Higgs fue discontinua, ya que por diversos motivos, como la guerra y sus problemas de salud (asma), se vio obligado a mudarse muy a menudo, perdiendo así muchas clases de la enseñanza básica. Pero poco después de cumplir los 17 años, fue al King's College de Londres donde se graduó en Ciencias Físicas con muy buenos resultados. En esa misma universidad se quedó posteriormente para realizar un postgrado y doctorado en física. Después de haber trabajado en diversas universidades como catedrático y otros cargos, se le ofreció un puesto de catedrático en física teórica en la Universidad de Edimburgo. Allí se interesó por el estudio de la masa y desarrolló su teoría que confiere la masa de las partículas básicas (quarks y leptones). Explicó también que las partículas no tenían masa cuando el universo comenzó, sino que la adquirieron una fracción de segundo después. Gracias a su trabajo se creó una cátedra en física y fue miembro de la Royal Society. Finalmente, se retiró en 1996 cuando estaba de profesor emérito en la Universidad de Edimburgo.

6 Referencias Wikipedia. Materia. Wikipedia. Bosón de Higgs. Wikipedia. Bosón. Wikipedia. Peter Higgs. Wikipedia. Física cuántica. BBC. Peter Higgs: el hombre detrás del nombre de la "partícula de dios". isionador_cern.shtml Muy Interesante. La partícula divina. Europa Press. Acotan la caza de la 'partícula de Dios' con la mejor medida del bosón W RTVE. El bosón de Higgs: preguntas y respuestas. Imágenes Figura 1 Figura2 /s400/teleportacioncuantica.jpg Figura 3 Informaci%C3%B3n_general_de_part%C3%ADculas.png Figura 4 Figura 5

7 Figura 6