10 recursos sobre el bosó de Higgs

En aquesta fase de Higgstèria col·lectiva que ens domina, després de la concessió del premi Nobel de física al britànic Peter Higgs i el belga François Englert, pares d’aquesta enigmàtica partícula elemental, cal que s’imposi el seny i arribi la calma. En aquest article us presento tot un seguit de recursos per entendre què és el bosó de Higgs i quines conseqüències implica el seu descobriment.

L’escocès Peter Higgs, d’allò més cofoi després d’assabentar-se de la concessió del guardó.

Introducció

Explicàvem en aquest post que el bosó de Higgs, l’existència del qual va ser predita l’any 1964 pel físic britànic Peter Higgs, entre d’altres, era una de les poques partícules del catàleg de partícules del model estàndard que encara restava per ser descoberta, descobriment que es va fer públic el 4 de juliol de l’any passat.

Sobre aquesta partícula recau la responsabilitat que les partícules elementals (quarks i leptons) tinguin massa, ja que el bosó de Higgs, a grans trets, vindria a crear un camp a tot l’univers -anomenat escalar o camp de Higgs- de manera que quan una partícula es belluga en aquest camp, aquest ofereix com una mena de resistència al moviment i això és el que anomenem massa. Alguns investigadors l’anomenen la partícula del buit, de la mateixa manera que el fotó és la partícula dels camps elctromagnètics; molt esquemàticament podríem dir que el buit és una substància, un camp que omple l’Univers, i si es remou aquest camp, que ho impregna tot, apareixen les vibracions d’aquest camp, que són les partícules o quants.

Una altra manera d’explicar-ho que també m’ha agradat és la del biòleg i bloguer Daniel Closa:

Segons allò que proposen les teories actuals (l’anomenat model estàndard), a l’univers no hi hauria d’existir la matèria. No hi havia cap manera d’explicar per quin motiu, l’energia adoptava aquesta manera tan curiosa d’existir que anomenem matèria. Van ser Higgs i companyia els que van proposar un camp (el camp de Higgs) i un mecanisme (el mecanisme de Higgs, que també s’anomena mecanisme de Brout–Englert–Higgs) que, si existís, permetria entendre el mecanisme que feia que un equilibri es trenqués i la matèria comencés a existir. De fet, els han concedit el premi Nobel pel mecanisme, i no pel bosó. El bosó només va servir per confirmar experimentalment el mecanisme de Higgs.

Aquestes explicacions ens ajuden en un primer nivell de lectura, però… i si volem aprofundir-hi? Us presento deu recursos que us poden ajudar a saber una mica més sobre el bosó de Higgs!

1. Els documents de la Fundació Nobel

Cada cop que la Fundació Nobel concedeix un guardó, com ara el de física d’enguany, es publica en la corresponent pàgina web un document en format PDF (Popular information), en anglès i en suec, adreçat al públic general que explica els motius de la concessió de l’esmentat Nobel. El document, de sis pàgines, conté una secció amb tot un seguit d’enllaços i lectures recomanades. Si sou lectors avançats, podeu descarregar-vos el document que trobareu a Advanced Information: es tracta d’un document de 27 pàgines que explica tot l’entramat teòric i experimental que ha desembocat en el descobriment del bosó, i inclou al final una relació de 81 referències (articles científics) relacionades.

2. El bosó de Higgs explicat en un vídeo de quatre minuts

Des del blog Principia Marsupia, el físic i bloguer Alberto Sicilia ens presenta un vídeo que explica què és el famós bosó d’una manera molt didàctica:

3. La secció The Higgs FAQ 2.0 del blog de Matt Strassler

Matt Strassler és un físic teòric que actualment treballa a Harvard i que té un blog (Of Particular Significance) molt recomanable, amb articles tant de caràcter divulgatiu com avançat. La secció The Higgs FAQ 2.0 del blog explica a un públic no especialitzat, pas a pas i de manera molt gradual, què és el bosó i tot allò que l’envolta. Conté enllaços destinats a lectors avançats.

4. La videopresentació del Dr. John Ellis

El Dr. Ellis és professor de física teòrica al Kings College de Londres i professor convidat al  CERN, i un expert mundial en el camp de la física de partícules, l’astrofísica, la cosmologia i la gravetat quàntica. En el marc de les BOLDtalks 2013 ens explica, acompanyat d’un grapat de bones diapos,  el significat del bosó de Higgs  i què implica el seu descobriment per al futur de la ciència i la comprensió de l’estructura de l’Univers. Després de veure el vídeo em vénen al cap alguns interrogants, però especialment un de molt concret: on ha comprat la samarreta que duu i que descriu a partir del minut 8?  :-D

5. Tres documents per als amants de la història de la ciència…

El primer article que parlava del bosó de Higgs va ser escrit per François Englert (un dels guanyadors del premi Nobel de física d’enguany) i Robert Brout (un físic també belga que va morir l’any 2011), i va ser enviat a la Physical Review Letters el 26 de juny de 1964, i publicat en l’edició del 31 d’agost de 1964. En paral·lel, Peter Higgs enviava un article sobre la mateixa recerca, rebut a la Physical Review Letters el 31 d’agost 1964 (el mateix dia que Englert i Brout van publicar el seu) i publicat en l’edició del 19 d’octubre de 1964.

El més curiós de tot plegat és que la versió original del document de Higgs, presentat a la revista Physics Letters, va ser rebutjada.  Higgs va revisar el paper i el va tornar a presentar a Physical Review Letters, on va ser publicat després d’una revisió en què realment s’assenyala la possibilitat de l’existència de la partícula d’espin zero que ara porta el seu nom.

6. La visió des del CERN: videopresentació de Pauline Gagnon

Pauline Gagnon és física de partícules i actualment treballa a l’experiment ATLAS del CERN. Ara fa un mes va impartir aquesta xerrada de 32 minuts en el marc dels Open Days del CERN. La considero molt interesant ja que ens dóna la visió d’una física experimental que treballa al peu de l’accelerador. La xerrada porta per títol What does the Higgs boson eat during the winter and other basic facts. Aquestes físiques!  :-)

7. Dues cançons: The Particle Physicists’ Song i Rolling in the Higgs

Després de tanta teoria, una mica de relax. En aquest entranyable vídeo, els cors del CERN interpreten una bonica peça musical sobre el bosó de Higgs i el model estàndard… :-) El millor és la tornada de la cançó:

Higgs, Higgs, glorious Higgs

(Font: Pep Anton Vieta, químic i bloguer, gràcies Pep!)

Si el que us va és la canya rockera, aquí teniu el  Rolling in the Higgs dels mítics A Capella Science, una paròdia de la gran Rolling in the Deep, d’Adele:

(Font: Laura Morrón, física i bloguera, gràcies Laura!)

8. Fem ciència jugant amb el bosó de Higgs!

Amb aquest joc educatiu, desenvolupat al CERN, serem transportats a la sala de control del LHC, el gran col·lisionador d’hadrons.  o Large Hadron Collider. El joc demana als usuaris que accelerin protons tot controlant la polaritat d’un seguit d’estructures. Més endavant caldrà regular la intensitat d’un seguit d’imants o focalitzar els paquets de protons. Finalment, se simula una col·lisió de protons.

(Font: Jocs de ciència, un projecte de Recerca en acció)

9. Particle Fever, la pel·lícula per als bojos per la física de partícules

Si el que t’agrada és anar al cine, estigues amatent a la imminent estrena als cinemes d’arreu del món de Particle Fever, una pel·lícula sobre la gran revolució en l’àmbit de la física de partícules que ens ha tocat viure! Per anar fent boca pots seguir els seus comptes de Twitter o Facebook, o la crítica sobre la pel·lícula de The Hollywood Reporter.

10. Un MOOC sobre el bosó de Higgs a la Universitat d’Edimburg

Que no tens prou i vols aprofundir-hi encara més? Apunta’t a aquest curs en línia o MOOC de la Universitat d’Edimburg! Comença el 7 de febrer de 2014. Per cert, no és casualitat que sigui la Universitat d’Edimburg on s’imparteixi aquest curs, ja que Higgs hi va treballar.

Conclusions

I ara què, ja està tot fet? Ja no manca res per descobrir en el món de la física de partícules?  Doncs no, encara resten pendents un munt de reptes: aquest estiu, més de 700 físics de partícules de gairebé 100 universitats i laboratoris dels Estats Units es van reunir a la Universitat de Minnesota. Durant els coffee breaks, els bloguers de Simmetry (un blog que has de seguir si t’agrada estar a l’aguait del que es cuina en física de partícules) va preguntar als assistents què esperen descobrir al llarg de les properes dècades. El resultat? Aquest interessant pòster!

Si en canvi estàs fart del Higgs i del que representa, doncs fes-te seguidor d’Alexander Unzicker, físic alemany i autor de The Higgs Fake, un llibre que critica despietadament l’LHC i el model teòric en què es basa aquest experiment. Unzicker pensa que físics com ara Einstein, Dirac i Schrödinger haurien considerat ridícul el “descobriment” de la partícula de Higgs, i sosté la tesi que els físics de partícules s’estan enganyant a si mateixos amb resultats “presumptes” immersos en una mena d’endogàmia. Un altre físic que segueixo, el txec Luboš Motl, el deixa bastant malparat en aquest post. Vés que no li passi a Unzicker el mateix que els va passar als catalans antirelativistes de la Barcelona dels anys 20, oi?  ;-)

Articles relacionats

• Invertir en recerca sobre física de partícules és rendible?
• Derbi japonès per la seu del Col·lisionador Lineal Internacional
• Un estiu “calent” per a la física de partícules
• “Higgs i hashtags”: una versió quàntica de Dostoievski
• L’experiment LHCb referma el model estàndard de física de partícules (de moment!)

Xavier Lasauca i Cisa
Blog L’ase quàntic